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12、蒸汽冷凝有二种方式,即_____________和________________。
其中,
由于_________________________________________,其传热效果好。
二:
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,现发现压力表上的读数为,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,用冷却将的热水冷却到,热水流量为,冷却水在管内流动,温度从升到。
已知传热糸数K为,换热管为的钢管,长为3m.。
求冷却水量和换热管数(逆流)。
10m50m25m图1-1
已知:
试题一答案:
一、填充题
1、8.7m,.
2、湍流。
3、层流、过渡流和湍流。
4、增加、降低。
5、3-8、8-15。
6、启动前应灌满液体,关出口阀门、用调节阀调节流量;
往复泵启动前不需灌液,开旁路阀、用旁路阀来调节流量的。
7、分散、连续。
8、过滤、洗涤、卸渣、清洗滤布、重整。
9、热传导、对流传热、热辐射。
10、间壁式、混合式、蓄热式、热管。
11、称为对流传热膜糸数。
当流体与壁面温度差为1K时,通过单位面积单位时间内所传递热量的多少。
增加流程、加拆流挡板。
12、滴状冷凝和膜状冷凝。
滴状冷凝成小液滴沿壁面直接落下。
二:
问答题
1、。
,,
。
。
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。
计算题
1、图示,在1-1,2-2面间列板努利方程
=
。
在2-2,3-3面间列板努利方程
=,
,。
即流体的流量为局部阻力糸数为8。
2、
(1)、
(2)、
(3)、,
3、=,
/=。
即冷却水的流量为和管子根数为167根。
试题二
一:
填充题(20分)
1、牛顿粘性定律_____________,粘度在SI制中的单位是___________。
2、常用测定流量的流___________._____________._________________。
3、在流动糸统中,若截面上流体的流速、压强、密度等仅随__________而变,不随__________而变,称为稳定流动。
若以上各量既随__________而变,又随__________而变,称为不稳定流动。
4、等边三角形的边长为a,其当量直径为____________________。
5、流体在圆形直管内滞流流动时,其速度分布是_____________型曲线,其管中心的最大流速为平均流速的___________,縻擦糸数与的关系为______________。
6、泵是指_______________________________,按其工作原理来分可分为
__________._____________._____________.__________________。
7、气体按压缩比来分,可分为________._______._________._________。
8、降沉室内颗粒得以沉降的条件________________________________。
9、过滤操作实际上是滤液通过_________和__________的流动过程,
过滤速率是指___________________________________________。
10、传热一般采用逆流操作,但为__________________.________________时采用并流操作。
11、用二种厚度相同的材料保温时,往往把__________的材料包在内层,以达到好的保温效果。
12、蒸发是利用溶液中溶质的________,用加热的方法使部分溶剂汽化并除去___________溶液的浓度或析出溶质。
13、金属的导热糸数大都随其纯度的增加而_____,随其温度的升高___。
14、对流传热的热阻主要集中在______________,因_________________强化对流传热的重要途径。
15、工程上流体流经换热器的压降通常限定在__________Kpa。
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、外半径分别为和,壁表面温度分别为和,若〈,试写出圆筒任意半径r处的温度表达式?
计算题(50分)
1、流量为5000的水通过一根20Km长的水平管,总压降为0.5Mpa。
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?
(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。
(已知:
,,m,,).(时水,,,)
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,管程为1,现拟选用此换热器冷凝、冷却饱和蒸汽,使之从饱和温度降至。
走管外,其流量为,其冷凝潜热为,比热为。
水走管内,且与成逆流流动。
冷却水的进出口温度分别为和。
已知冷凝和冷却段基于外表面的总传热糸数分别为和。
问此换热器是否造适用?
4、用一传热面积为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,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?
查得20Kpa水蒸汽的饱和温度为,汽化潜热为
查得200Kpa水蒸汽的饱和温度为查得350Kpa水蒸汽的饱和温度为
试题二的答案
填充题
1、、。
2、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计。
3、位置、时间、时间、位置。
4、。
5、抛物线、0.5、。
6、为液体提供能量的输送机械,离心式、往复式、旋转式和流体作用式。
7、通风机、鼓风机、压缩机。
8、颗粒的停留时间大于沉降时间。
9、介质和滤渣层的流动,单位时间内所获到的滤液量。
10、控制温度、降低粘度、减少阻力。
11、导热糸数小的。
12、不挥发性、提高。
13、增加、增加。
14、层流内层、减薄层流内层的厚度。
15、10.13-101.3.
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,为层流,当为湍流。
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(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。
5、=
三:
132图2-1
1、设接平行管道后,总流量为。
二平行管流量为和。
板努利方程:
2210m11图2-2
总压降相同得:
=,
,。
2、。
考虑0.5m的安装安全糸数。
则泵的安装高度为1m.
.
..
3、换热器已有的传热面积:
求所需的传热面积:
冷凝段的热量:
冷却段的热量:
总热量为:
Q=+=27.55Kw
冷却水的用量:
冷却水离开冷却段的温度:
冷凝段的温度差:
冷却段的温度差:
冷凝段所需传热面积:
冷却段所需传热面积:
所需的总的传热面积:
A=6.45.
4、水分蒸发量:
,.
F=1000Kg,W=625Kg
溶液的沸点为。
传热糸数K为:
改变
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