考研 化工原理 必备试题下册

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1、考研化工原理必备试题下册本文由821240550贡献doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。化工基础C-热量传递过程3-3（共12题）热量传递过程（一、计算题(共12题1.15分(3762)T3762125分)在列管式换热器中,用饱和水蒸气加热水。列管内为湍流流动的水,列管外为蒸气冷凝。列管由φ25mm×2.5mm钢管组成。当水流速为1.0m·s-1,测得总传热系数K为2.20×103W·m-2·K-1。当其它条件不变,水的流速为1.5m·s-1时,测得K为2.70×103W·m-2

2、·K-1。若污垢层热阻略而不计,试求蒸气冷凝一侧的传热膜系数。(钢管的导热系数λ=45W·m-1·K-1)2.5分(3763)T3763在列管换热器中用水冷却油。冷却水在φ19mm×2mm的列管内流动,并已知列管内冷却水一侧传热膜系数α1=3.50×103W·m-2·K-1。热油在列管外壳程流动,列管外热油一侧传热膜系数α2=2.60×102W·-2·-1。mK列管内外壁都有污垢,水侧污垢层的热阻Rs,1=3.2×10-4m2·K·W-1,油侧污垢层的热阻Rs,2=1.08×10-4m2·K·W-1。管壁的导热系数λ=45.0

3、W·m-1·K-1。试求:(1)总传热系数;(2)污垢层热阻占总热阻的百分率。3.10分(3764)T3764在一传热面积为300m2的单程列管换热器中,300℃的原料气流过壳方被加热到430℃,反应后550℃的热气体作为加热介质在管方流动。冷热两种气体呈逆流流动,流量4-1-1均为1.00×10kg·h,平均比定压热容均为1.05kJ·kg·K-1。如果换热器的热损失按壳方气体实际获得热量的10%估算,试求该传热过程的总传热系数。4.15分(3765)T3765在一套管换热器中,体积流量为20m3·h-1的空气流经内径为20

4、mm的管子,温度由20℃升至80℃,管外用120℃的饱和水蒸气加热,问传热管需多长?在定性温度下,空气的物性数据:密度ρ=1.093kg·m-3,粘度μ=1.96×10-5Pa·s,导热系数λ=2.83×10-2W·m-1·K-1,压热容cp=1.005×103J·kg-1·K-1。5.10分(3767)T3767有一列管式换热器,用壳程的饱和水蒸气加热管程的原油。列管由φ53mm×1.5mm的158比定钢管组成。已知壳程蒸气一侧的传热膜系数为1.163×104W·m-2·K-1,管程原油一侧的传热膜系数为116W·m-2·K

5、-1,钢管壁的导热系数为46.5W·m-1·K-1,垢层热阻为0.00043m2·K·W-1,试求该换热器的总传热系数。如果在保持原有其它条件不变的情况下,只是将管程原油一侧的传热膜系数提高1倍,试问总传热系数将提高多少倍?6.5分(3768)T3768有一套管换热器,内管通热水,温度由58℃降至45℃。冷却水以逆流的方式流过管间,-23-1流量为2.0×10m·,温度由15℃升至45℃。h已知内管外径为100mm,长度为1450mm。冷却水在此温度范围内的平均密度为997kg·m-3,比热容为4.187kJ·kg-1·K-1

6、,若热损失可略而不计,试求以内管外表面积为基准的总传热系数。7.10分(3769)T3769有一管式反应器需要将进入反应器前的原料气甲烷从20℃加热到70℃。现拟采用套管换热器,用热水加热甲烷气。热水从100℃降到80℃。热水与甲烷呈逆流流动。已知热水一侧的传热膜系数为2510kJ·m-2·h-1·K-1,甲烷流过薄壁管子的内径为26mm。甲烷流动时的雷诺数Re为5×104,甲烷的导热系数为0.109kJ·m-1·h-1·K-1,甲烷的普朗特数Pr为1。管外水的质量流量为2000kg·h-1,比定压热容为4.18kJ·kg-1

7、·K-1。试求热交换器所需的面积。如果改用并流操作,其它条件均保持不变,问热交换器所需的传热面积又为多少?8.15分(3771)T3771有一单程列管换热器,管外115℃的饱和水蒸气冷凝给热,管内空气作湍流流动,体积流量为80m3·h-1。若空气的体积流量增加到92m3·h-1,而要求其进、出口温度仍是20℃和65℃,问加热水蒸气的温度需提高多少度,才可满足要求?(设空气的物性不变,热损失不计)9.10分(3772)T3772某双程列管换热器中,壳程为148℃的饱水蒸气冷凝,管程为湍流流动的空气。空气进出口温度分别为20℃和1

8、06℃。因双管程的压力降太大,拟将此换热器改为单管程操作。若空气的流量不变,且在管程流动仍属湍流流动,求改单管程后,空气的出口温度将变为多少?(设流体的物性不变,热损失不计)*.10分(3774)T3774在一内管为φ19mm×2mm的套管换热器中,热流体在管外流动,其进、出