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化工原理(传热).doc87页
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传热是指由于温度差引起的能量转移，又称热传递。由热力学第二定律可知，凡是有温度差存在时，热就必然从高温处传递到低温处，因此传热是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递现象。无论在能源、宇航、化工、动力、冶金、机械、建筑等工业部门，还是在农业、环境保护等其他部门中都涉及到许多有关传热的问题。
应予指出，热力学和传热学两门学科既有区别又有联系。热力学不研究引起传热的机理和传热的快慢，它仅研究物质的平衡状态，确定系统由一种平衡状态变到另一种平衡状态所需的总能量；而传热学研究能量的传递速率，因此可以认为传热学是热力学的扩展。热力学 能量守恒定律 和传热学 传热速宰方程 两者的结合，才可能解决传热问题：
化学工业与传热的关系尤为密切；这是因为化工生产中的很多过程和单元操作，都需要进行加热和冷却。
例如：①化学反应通常要在一定的温度下进行，为了达到并保持一定的温度，就需要向反应器输入或从它输出热；
②在蒸发、蒸馏、干燥等单元操作中，都要向这些设备输入或输出热：③化工设备的保温，生产过程中热能的合理利用以及废热的回收等
都涉及传热的问题。
由此可见，传热过程普遍地存在于化工生产中，且具有极其重要的作用。
化工生产中对传热过程的要求经常有以下两种情况：
一种是强化传热过程，如各种换热设备中的传热；
②另一种是削弱传热过程，如设备和管道的保温，以减少热损失。为此必须掌握传热的共同规律。
本章讨论的重点是传热的基本原理及其在化工中的应用
4．1．1传热的基本方式
根据传热机理的不同，热传递有三种基本方式：传导、对流和热辐射
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50《化工原理》试题库-3
4.所有正位移泵均不能用调节出口阀门开度的方法调；5.尽管管内流体主体为湍流，但靠近管壁的薄层仍为；6.离心泵铭牌上的流量是离心泵在最高效率下的流量；7.在静止、连续、的同一种液体中，处在同一水平面；8.离心泵铭牌上的性能参数是指泵扬程最高点下的性；9.只要流动参数随位置变化就是不稳定流动；10.连续性方程反映出流体流速与管子粗细的关系；11.热量总是由高温
4.所有正位移泵均不能用调节出口阀门开度的方法调节流量。 （
）5.尽管管内流体主体为湍流，但靠近管壁的薄层仍为层流。
）6.离心泵铭牌上的流量是离心泵在最高效率下的流量。
）7.在静止、连续、的同一种液体中，处在同一水平面上各点的压力均相等。（ √
）8.离心泵铭牌上的性能参数是指泵扬程最高点下的性能参数。
（ × ）9.只要流动参数随位置变化就是不稳定流动。
（ √ ）10.连续性方程反映出流体流速与管子粗细的关系。
（ × ）11.热量总是由高温自动地传向低温而不能相反。
（ √ ）12.转子流量计可以读出任何流体的流量。
（ × ）13.用雷诺准数来判断流体的流动形态时，在SI制中属层流范围，在cgs制中属湍流范围。
（ × ）14.粘度是流体的物理性质之一，则雷诺准数也是流体的物理性质之一。离心泵铭牌上的性能参数是指泵扬程最高点下的性能参数。
（ × ）15.多层导热时，其推动力为各层推动力之和，阻力也为各层阻力之和。 （ √ ）16.流体对流传热膜系数一般来说有相变时的要比无相变时为大。
（ √ ）17.多层平壁稳定导热时，如果某层壁面导热系数小，则该层的导热热阻大，推动力小。
）18.若以饱和蒸汽加热空气，传热的壁面温度一般取空气和蒸汽的平均温度。
（ × ）19.在同一种流体中，不可能同时发生自然对流和强制对流。
（ × ）20.对流传热系数是物质的一种物理性质。
（ × ）21.总传热系数K可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关。（ × ）22.所谓恒縻尔流假设就是指每一块塔板上上升的蒸汽量是相等的，而下降的液体量也是相等的。
（ × ）23.精馏操作中，两操作线的位置都随进料状态的变化而变化。
（ × ）24.精馏操作的依据是物系中组分间沸点的差异。
（ √ ）25.精馏段操作线方程，绝不可能。
（ √ ）26.回流比相同时，塔顶回流液体的温度越高，分离效果越好。
（ × ）27.精馏塔的全塔总效率并不等于所有单板效率的平均值。
（ √ ）28.在吸收计算中，用比縻尔组成来表示是为了计算上的方便。
（ √ ）29.吸收操作线总是位于平衡线的上方是由于气相中的温度高于液相中的温度。（
）30.一个气相传质单元高度是指这段填料层内的浓度变化与推动力相等。（ × ）31.温球温度与绝热饱和温度与水的初温高低有关。
（ × ）32.临界含水量是区分结合水分与非结合水分的分界点。
（ × ）33.含结合水分为主的物质，为了加快干燥时间，可采取增加空气流速的办法。
（ × ）34.任何温物料只要与一定温度的空气相接触都能被干燥为绝干物料。
（ × ）35.气体的溶解度随温度的升高而减小，随压力的升高而增大。
（ √ ）36.组成一定的混合溶液的泡点温度随外压的升高而减小。
（ × ）37.苯和甲苯的混合液可视为理想溶液。
（ √ ）38.加料板上移，对精馏过程没有影响。
（ × ）39.间歇精馏既有精馏段又有提馏段。
）40.吸收中传质的极限是相互接触的两相之间达到相平衡的状态。
（ √ ）41.同一塔板的气相单板效率与液相单板效率应该相同。
（ × ）42.全回流条件下对应的理论塔板数最多。
（ × ）43.泡点进料条件下进料方程为y=xF。
（ × ）44.吸收中平衡常数一般随温度升高而增大。
（ √ ）45.一般流体有相变时的对流传热系数大于无相变时的对流传热系数。
（ √ ）46.气体的溶解度随温度的升高而减小，随压力的升高而增大。
（ √ ）47.吸收中平衡常数一般随温度升高而增大。
（ √ ）48.气体的导热系数最小，因此有利于保温、绝热。
（ √ ）49.稳态传热的系统中不积累热量，传热速率不变。50.多层导热时，其推动力为各层推动力之和，阻力也为各层阻力之和。 （ √ ）51.多层平壁稳定导热时，如果某层壁面导热系数小，则该层的导热热阻大，推动力小。
（ × ）52.以饱和蒸汽加热空气，传热的壁面温度一般取空气和蒸汽的平均温度。（ × ）四、简答题（参考答案）1.流体的流动形态有哪几种？如何判断？答：流体的流动形态有两种：层流和湍流；用雷诺准数来判断，当，为层流，当为湍流。2.何谓层流内层？其厚度受哪些因素影响？答：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.试分析离心泵启动后，没有液体流出的可能原因。如何解决？答：（1）可能是泵内充满气体（发生气缚），解决的办法是离心泵启动前要灌泵；
（2）可能是没有打开出口阀门，解决办法是打开出口阀门。4.一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？。，，。。5.何谓气缚现象？如何防止？答：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。6.何谓离心泵的汽蚀现象？如何防止？答：离心泵的吸液作用是由于吸入液面与泵吸入口处的压头差，其它条件一定，离心泵安装位置越高，泵吸入口的压强必须越低。但是不能低于输送温度下液体的饱和蒸汽压，否则，液体就会在吸入口处发生部分汽化产生气泡，气泡随同液体从低压区流向高压区，在高压作用下迅速收缩、凝结，周围的液体以极高的速度冲向原气泡所占据的空间，在冲击点处产生几万KPa的冲击力，直接冲击叶轮和泵壳，使泵体震动并产生噪音，叶轮的局部表面在巨大冲击力的反复作用下，使材料表面疲劳，从开始点蚀到形成裂缝，使叶轮或泵壳受到破坏，其流量和扬程明显下降。这种现象称为“汽蚀现象”。确定合适的安装高度以确保不发生汽蚀现象。7.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）
传热系数K接近于哪一种流体的对流传热膜系数？答：传热管的壁温接近于蒸汽的温度；传热系数K接近于空气的对流传热膜系数.8.换热器的设计中为何常常采用逆流操作？答：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。9.列管式换热器为何要进行热补偿？答：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（50℃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。10.说明热负荷与传热速率的概念及两者之间的关系？传热速率：单位时间内通过传热面的传热量。热负荷：当生产上需要加热（或冷却）某物料时，便要求换热器在单位时间内向该物料输入或输出一定的热量，这是生产对换热器换热能力的要求，称为该换热器的热负荷。
一个满足生产的换热器应该是：传热速率等于（略大于）热负荷。11.何谓加热剂和冷却剂？举例说明之？加热剂：给出热量对物料起加热作用的载热体称为加热剂。例蒸汽。冷却剂：取走热量对物料起冷却作用的载热体称为冷却剂。例水。12. 叙述导热系数、对流传热膜系数、传热系数的单位及物理意义导热系数：在壁厚为1m时，在单位面积单位时间内以热传导的方式所传递热量的多少。单位是：W/m?K 。传热系数：当冷热流体的温度差为1K时，通过单位面积单位时间内所传递热量的多少。单位是：W/m2?K 。对流传热膜系数：当流体与壁面温度差为1K时，通过单位面积单位时间内以对流传热的方式所传递热量的多少。单位是：W/m2?K 。13.强化传热的途径有哪些？答：由传热基本方程式为Q = KAΔtm可知，强化传热的途径有：（1）增加传热面积A（即增加单位体积的传热面积而不是增大换热器体积）；（2）增加温度差Δtm；（采用逆流流动）；（3）增加传热系数K（增加流体的湍流流动，防止垢层热阻的形成及及时地消除垢层热阻）14.画出连续精馏塔的流程示意图，并说出各部分的作用。要点a. 精馏段作用:浓缩轻组份b. 提馏段作用:浓缩重组分c. 塔板作用:提供物质与能量交换的场所d. 塔釜作用: 提供一定的上升蒸汽量。15.叙述恒縻尔流假设的内容？恒縻尔溢流：在精馏塔的精馏段内，从每一块塔板上下降的液体的千縻尔流量
皆相等，提馏段内也是如些，但两段不一定相等。恒縻尔汽化流：在精馏塔的精馏段内，从每一块塔板上上升的汽体的千縻尔流量皆相等，提馏段内也是如些，但两段不一定相等。16.何谓理论板？为什么说一个三角形梯级代表一块理论块？答：理论板：离开理论板的气、液相组成满足汽液相平衡关系且汽液相温度均一；在绘图法包含各类专业文献、专业论文、幼儿教育、小学教育、高等教育、文学作品欣赏、应用写作文书、生活休闲娱乐、中学教育、50《化工原理》试题库等内容。　
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