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试题一

《环境工程原理》试题库

一:问答题(36分)

1、一定量的流体在圆形直管内作层流流动,若将其管径增加一倍,问能量损 失变为原来的多少倍? 2、何谓气缚现象?如何防止?

3、何谓沉降?沉降可分为哪几类?何谓重力沉降速度? 4、在列管式换热器中,用饱和蒸汽加热空气,问: (1)传热管的壁温接近于哪一种流体的温度?

(2)传热糸数K接近于哪一种流体的对流传热膜糸数? (3)那一种流体走管程?那一种流体走管外?为什么? 5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作? 6、单效减压蒸发操作有何优点? 三:计算题(46分)

1、如图所示,水在管内作稳定流动,设管路中所有直管管路的阻力糸数 为??0.03,现发现压力表上的读数为5mH20,若管径为100mm,求流体 的流量及阀的局部阻力糸数? 2、在一 列管式换热器中,用冷却 将1000C的热水冷却到500C,热水 流量为60m3h数K为2000w,冷却水在管内 流动,温度从200C升到450C。已 知传热糸

2m.C和换热管数 (逆流)。

已知:?热水?960K3C热水?C冷水?4.187Kj

Kg.Km 试题一答案: 二:问答题

lu12 1、h1??1..。d2?2d1,

d12gV1u2??u1,

1.?.d2244d.u.? ?2?64/22?2?1。

?lu221h2??2..?h1。

d22g16 2、离心泵只能空转而不能输送液体的现象。离心泵启动前应灌满液体。

3、沉降是指依靠外力的作用,利用分

, 换热管为?25?2.5mm的钢管,长 为3m.。求冷却水量

10m 50m 25m 图1-1

散物质与分散介质的密度差异,使之发生相对运动而分离的过程。沉降可分为重力沉降和离心沉降。颗粒以加速运动的末速度这一不变的速度作匀速沉降运动,这一速度称为重力沉降速度。

3、传热管的壁温接近于蒸汽的温度;传热糸数K接近于空气的对流传热膜糸数;空气走管内,饱和蒸汽走管外。(蒸汽散热快)。

4、因为逆流操作:推动力大,所需的传热面积小;减少载热体的用量。 5、可以降低溶液的沸点,可以利用低压蒸汽或废气作为加热剂,可以浓缩不耐高温的溶液,可以减少蒸发器的热损失。 三:计算题

1、 图示,在1-1,2-2面间列板努利方程

u12p1u22p2 z1?=z2???h' ?2g?g2g?gu2lu2u2 10?0?0?0?5? ??..??进.2?9.81d2g2g5011??1?0.03..?0.5. 5?u2.??

2?9.810.12?9.812?9.81??331 u?2.44m V?.?.d2u?0.019m。 ?68.9mssh4 在2-2,3-3面间列板努利方程

u22p2u32p3lu2u2u2' z2? ??h,0?5?0??..??出.????=z3?2g?gd2g2g2g2g?g

2511??? 5?2.44??0.03..?? , ??8。

2?9.810.12?9.812?9.81??

即流体的流量为0.019m2223s,68.9m23h局部阻力糸数为8。

2 2、 (1)、V?K.A.? 2.4?K.30.30?60 K?3.56?10 V?3.2?10.?

'231221' (2)、V?K.A.??V V?1.7m

22 (3)、V''2?3?6m2s

''2?2K.A2.? ,

V2?2K.A2.??2?3.56?10?6?302.2?3600 V''?6.8m3。

3、 G1C1?T1?T2?= ,G2?32Kgs

?t?42.50C A?G2C2?t2?t1?/K.?t=39.4m2。 n?167. 即冷却水的流量为32Kgs和管子根数为167根。

2

试题二 二:问答题(30分)

1、流体的流动形态有哪几种?如何判断?

2、何谓层流内层?其厚度受哪些因素影响? 3、采用多级压缩的优点有哪些?

4、列管式换热器为何要进行热补偿?

5、单层圆筒壁的内、外半径分别为r1和r2,壁表面温度分别为T'

和t',若t'〈T',试写出圆筒任意半径r处的温度表达式? 三:计算题(50分) 1、流量为5000m3

h的水通过一根20Km长的水平管,总压降为0.5Mpa。

3现在中央接一完全相同的平行管到中点。问总流量变为多少mh(设总压降始终不变,流动始终为高度湍流,局部阻力忽略)。

2、泵将200C的水由一贮槽打到另一贮槽,其中吸入管和排出管的管径为

?98?4mmm的无缝钢管。吸入管长为50m,排出管长为160m。且泵到 管出口的距离为10m,其中流量为35m3h。(已知:p0?1atm,

??0.02,Hs?3.0m,N电?2Kw,?电?0.94).(200C时水,??1000Kg??1.24?10?3m3,

)

mm2 求:忽略动压头,求泵的安装高度? 泵的轴功率和效率?

3、一列式换热器规格如下:管长3m,管数30根,管径为?25?2.5mm,管程为 1,现拟选用此换热器冷凝、冷却CS2饱和蒸汽,使之从饱和温度460C降至100C。CS2走管外,其流量为G1?0.07Kgs,其冷凝潜热为356Kj,比热为1.05Kw0。水走管内,且与CS2成逆流流KgKg.C2N.s,p?2.4?10N03动。冷却水的进出口温度分别为50C和300C。已知冷凝和冷却段基于外表面的总传热糸数分别为K1?2000W20和K2?100W20。问

m.Cm.C此换热器是否造适用?

4、用一传热面积为10m2的蒸发器将某溶液由15%浓缩到40%,沸点进料,要求每小时蒸得375Kg浓缩液,已知加热蒸汽压强为200Kpa,蒸发室的操作压强为20Kpa,此操作条件下的温度差损失可取80C,热损失可忽略不计。试求:(1)开始设入使用时,此蒸发器的传热糸数为多少?

(2)操作一段时间后,因物料在传热面上结垢,为完成同样蒸发任务,需将加热蒸汽的压力提高到350Kpa,问此时蒸发器的传热糸数为多少?

3

查得20Kpa水蒸汽的饱和温度为60.10C,汽化潜热为2354.9Kj 查得200Kpa水蒸汽的饱和温度为120.20C

查得350Kpa水蒸汽的饱和温度为138.80C 试题二的答案 二:问答题

1、流体的流动形态有两种:层流和湍流;用雷诺准数来判断,当Re?2000,为层流,当Re?4000为湍流。

Kg

2、 在湍流主体内靠近管壁处始终存在着一层作层流流动 的流体薄层,此

薄层称为层流内层。受管径、流速、粘度和密度。

3、 避免压缩后气体温度过高,提高气缸容积糸数,减小功率,使压缩机

结构更为合理。

4、 列管式换热器中,由于两流体的温度不同,使管束和壳体的温度也不

相同,因此它们的热膨胀程度也有区别。若两流体的温度差较大(500C以上)时,由于热应力会引起设备的变形,甚至弯曲和破裂。因此我们要考虑热补偿。

r''.T?t.lnr12?.L.?.T'?t'2?.L.?.T'?t5、 Q?= t?T'?

r2rr2lnlnlnr1r1r1三:计算题

??????3 1、 设接平行管道后,总流量为Vm。 3

33 二平行管流量为Vm和Vm。

hh12

板努利方程:

u32p3u12p1 ???hf1 ??

2?2?

22ppu3u2 ?2??hf2 ?3? 2?2? 总压降相同得:

lu2l3u32l1u12? ?1.. ?3..=?..,

d2d2d21 ?1??2??3??,l1?l2?l3?1l。u1?u3

22388u V'?V?6330m u3?。h55V35??1.53m。 2、u1?s1?.d21.?.0.092.360044 u2?1.53m。

sh 1

1 3 2 图2-1

2 2 10m 1 图2-2

4