2024-2025学年夏清《化工原理》(第2版)(下册)配套题库（名校考研真题）及答案.docxVIP

2024-2025学年夏清《化工原理》(第2版)(下册)配套题库（名校考研真题）及答案

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每小题2分，共10分）

1.在稳态传热过程中，以下说法正确的是（）。

A.通过任何截面的热量都不随时间变化

B.系统内各点的温度都不随时间变化

C.系统内各点的温度随时间变化，但通过任何截面的热量随时间变化

D.系统内各点的温度都不随时间变化，但通过任何截面的热量随时间变化

2.一平壁导热，其厚度为δ，导热系数为λ，两侧表面温度分别为t?和t?(t?t?)。若在壁面中间加一层厚度为δ/2、导热系数为2λ的平壁，则加层后与不加层相比，通过单位面积的热流量（）。

A.增加

B.减少一半

C.不变

D.无法确定

3.流体在圆管内做层流流动时，管中心处流速最大，管壁处流速为零。若将管径增大一倍，其他条件不变，则管中心处流速约为原来的（）。

A.2倍

B.4倍

C.1/2

D.1/4

4.在强制对流换热中，影响努塞尔数（Nu）的主要因素是（）。

A.流体种类

B.流体流速

C.换热面形状

D.以上都是

5.以下哪种换热器适用于高温、高压场合？（）

A.蛇管式换热器

B.套管式换热器

C.板式换热器

D.列管式换热器

二、填空题（每小题2分，共10分）

1.传热的基本方式有______、______和______三种。

2.对流换热的热阻主要存在于______层。

3.传热过程强化通常采用______、______和______等方法。

4.管壳式换热器中，管程流体流经管内，壳程流体流经______。

5.热辐射是指物体由于______而发射电磁波的现象。

三、计算题（共60分）

1.(10分)一平壁炉墙，厚度为0.2m，内壁温度为600K，外壁温度为300K。已知内壁材料的导热系数为0.8W/(m·K)，外壁材料的导热系数为0.5W/(m·K)。试求通过炉墙的导热热流密度，以及两层面间的温度分布（假设沿厚度方向温度分布为线性）。

2.(10分)水在直径为50mm的圆管内做强制对流沸腾，管长为2m，水的质量流量为0.1kg/s，入口温度为100°C，压力为1atm（表压）。管壁温度维持在120°C。已知水的平均沸点热导率为0.68W/(m·K)，普朗特数为3.8，努塞尔数关联式为Nu=0.013Re^{0.8}Pr^{0.4}。试求：（1）水的出口温度；（2）管壁对水的对流传热系数。

3.(10分)有一套管式换热器，内管为Φ25×2.5mm的钢管，外管为Φ38×3mm的钢管，内管外表面平均温度为150°C，外管内表面平均温度为80°C。换热器长为3m。试求：（1）换热器的传热面积；（2）若管内水流速为0.5m/s，水的入口温度为20°C，出口温度为70°C，水的平均比热容为4.18kJ/(kg·K)，试求换热器的对数平均温差（LMTD）。

4.(10分)有一列管式换热器，管程为水，壳程为油。水的流量为50m3/h，进口温度为20°C，出口温度为60°C，水的平均比热容为4.18kJ/(kg·K)。油的流量为30m3/h，进口温度为150°C，出口温度为100°C，油的平均比热容为2.0kJ/(kg·K)。已知水的对流传热系数为2000W/(m2·K)，油的对流传热系数为100W/(m2·K)，管壁热阻和污垢热阻可忽略不计。试求：（1）换热器的热负荷；（2）换热器的传热系数；（3）若换热器管长为2m，管径为25mm，试求换热器的管数。

5.(20分)有一夹套式反应釜，釜内反应物温度为150°C，夹套内通入冷却水，水的进口温度为20°C，出口温度为40°C。釜内反应物体积为2m3，密度为1100kg/m3，比热容为3.8kJ/(kg·K)，对流传热系数为1000W/(m2·K)。夹套内径为1.2m，高1.5m，水的对流传热系数为2000W/(m2·K)，夹套壁厚为5mm，导热系数为45W/(m·K)。试求：（1）夹套的表面积；（2）釜内反应物的冷却速率；（3）若要使釜内反应物温度降至100°C，需要多少时间的冷却水？

试卷答案

一、选择题

1.A

解析：稳态传热的定义是指系统内各点的温度不随时间变化，通过任何截面的热量也不随时间变化。

2.B

解析：加入导热系数更大的材料后，总热阻减小，因此热流量增加。加入δ/2厚的2λ材料，等效于加入δ/2厚的λ材料和