一、填空题（20分） 1. 71dyn/cm= 0.071N/m （已知1N=105 dyn ）；2. 给热是以流体的平均温度和壁面温度的差作为传热推动力来考虑问题的；3. 金属的导热系数大都随其温度的升高而减小, 随其纯度的增加而 增加；4. 能够全部吸收辐射能的物体（即A=1）称为黑体；5. 蒸发操作中，计算由于溶液蒸汽压下降而引起的温度差损失的方法有吉辛柯公式、杜林规则；6. 蒸发器主要由加热室和分离室组成；7. 喷雾干燥中，热空气与雾滴的流动方式有并流、逆流、混流 三种； 8. 形状系数不仅与比表面积有关，而且与代表性尺寸的选择有关；9. 粉碎的能耗假说比较著名的三种是 表面积假说、体积假说 、裂缝假说 ； 10. 圆形筛孔主要按颗粒的 宽度进行筛分，长形筛孔主要按颗粒的 厚度度进行筛分。

二、选择题（10分）（有一项或多项答案正确）1. 揭示了物体辐射能力与吸收率之间关系的定律是（ c ） （A ）普朗克定律；（B ）折射定律；（C ）克希霍夫定律；（D ）斯蒂芬-波尔兹曼定律2. 确定换热器总传热系数的方法有（ bcd ） （A ）查样本书；（B ）经验估算；（C ）公式计算；（D ）实验测定3. 为保证多效蒸发中前一效的二次蒸汽可作为后一效的加热蒸汽，前一效的料液的沸点要比后一效的（ a ） （A ）高；（B ）低；（C ）相等；（D ）无法确定；4. 对饱和湿空气而言，下列各式正确的是（ ad ） （A ）p=p S ，φ=100%，；（B ）p=p S ，φ=0；（C ）p=0，φ=0；（D ）t=t w =t d =t as5. 粉碎产品粒度分析中，一般认为，筛分法分析的下限是（ g ） （A ）100μm ；（B ）50μm ；（C ）10μm ；（D ）5μm 。

三、判断题（10分）（对者打“✓”号，错者打“✗”号。

）1. （ ⨯）算术平均温度差是近似的，对数平均温度差才是准确的；2. （⨯ ）两固（灰）体净辐射传热的热流方向既与两者温度有关，又与其黑度有关；3. （ √ ）NaOH 溶液的杜林线不是一组相互平行的直线；4. （ √ ）恒速干燥阶段干燥速率的大小决定于物料外部的干燥条件；5. （ ⨯）泰勒标准（Tyler Standard ）筛制中，相邻两筛号的网眼净宽度之比为1∶2。

四、计算题（60分）1. （10分） 外径为426mm 的蒸汽管道，其外包扎一层厚度位426mm 的保温层，保温材料的导热系数可取为0. 615 W/(m ·℃)。

若蒸汽管道的外表面温度为177℃，保温层的外表面温度为38℃，试求每米管长的热损失以及保温层中的温度分布。

1． 解：r 1=0.426/2=0.213m ，r 2=0.213+0.426=0.639m ，λ=0.615w/(m •℃) ；t 1=177℃, t 2=38℃, （1） 每米长的热损失213.0639.0ln )38177(615.014.32ln)(21221-⨯⨯=-=r r t t LQ πλ=489W/m （2） 在保温层中，设半径r 处，温度为t ：由111ln1)(2r r t t LQλπ-= ，得：)213.0ln (ln 615.014.32489177ln 211-⨯⨯-=-=r r r L Qt t πλ t= -18.64-126.6lnr2. (10分) 一单程列管式换热器，由若干根长为3m 、直径为φ25×2.5mm 的钢管束组成。

要求将流量为1.25kg/s 的苯从350K 冷却到300K ，290K 的冷却水在管内和苯呈逆流流动。

若已知水侧和苯侧的对流传热系数分别为0.85和1.70kW ／(m 2．K)，污垢热阻和换热器的热损失可以忽略不计，若维持水出口不超过320K 。

试求换热器的传热面积。

取苯的平均比热为1.9kJ/(kg ．K)，管壁材料（钢）的导热系数为45W ／(m 2．K)。

3. (15分) 用一单效蒸发，将1000kg/h 的NaCl 溶液从5%连续浓缩到30%。

蒸发操作的平均压强20kPa （绝压），原料液进料温度为30℃，料液比热4kJ/(kg. ℃)，蒸发器内溶液沸点为75℃，蒸发器的传热系数为1500W/(m 2·℃)，加热蒸汽绝压为120kPa （绝压），若不计热损失，试求：（1）蒸发量W ；（2）加热蒸汽消耗量；（3）蒸发器的传热面积。

4. (15分)采用常压干燥器干燥湿物料。

每小时处理2000kg ，干燥操作使物料的湿基含水量由40%减至5%，干燥介质是湿空气，初温为20℃，湿度H 0=0.009kg 水/kg 绝干气，经预热器加热至120℃后进入干燥器中，离开干燥器时废气的温度为40℃，若在干燥其中空气状态沿等焓线变化。

试求：（1） 水分蒸发量； （2） 绝干空气消耗量；（3） 在H －I 图上示意地画出空气在整个干燥过程(包括预热、干燥)的状态变化情况,并说明各点所代表的状态。

5. (10分) 某湿物料在恒定干燥条件下干燥，其含水量由0.6kg 水/kg 绝干料降至0.05kg 水/kg 绝干料，实验得该干燥条件下的干燥速率曲线如图1所示，试求：恒速干燥阶段和降速干燥阶段的干燥时间之比。

图1附：c pw =4.187kJ/kg ·℃p=120kPa 时：汽化潜热2247kJ/kg ；饱和蒸汽温度104.2℃； p=20kPa 时：汽化潜热2356kJ/kg ；饱和蒸汽温度60.1℃2． 解：r 1=0.426/2=0.213m ，r 2=0.213+0.426=0.639m ，λ=0.615w/(m •℃) ；t 1=177℃, t 2=38℃, （3） 每米长的热损失213.0639.0ln )38177(615.014.32ln)(21221-⨯⨯=-=r r t t LQ πλ=489W/m（4） 在保温层中，设半径r 处，温度为t ：由111ln1)(2r r t t LQλπ-= ，得：)213.0ln (ln 615.014.32489177ln 211-⨯⨯-=-=r r r L Qt t πλ t= -18.64-126.6lnr3． 2.解：依据总传热速率方程：Q=KoSo Δtm式中：)(21T T c W Q ph h -==1.25×1.9×103（350-300）=118.8kW 2.18290-300320-350ln )290003()320503(Δt Δt lnΔt Δt Δt 1212=---=-=m ℃ 472.07.110225.0045.0025.00025.002.085.0025.0111=+⨯⨯+⨯=++=om o i i o o d bd d d K αλαkW/(m 2.℃)28.132.18472.08.118m t K Q S m o o =⨯=∆=3.解：（1） 蒸发量：)0.30.05(110000)x x F(1W 10-⨯=-==833.3kg/h; （2） p=120kPa 时，饱和蒸汽温度T=104.2℃,r=2247kJ/kg ，p k =20kPa 时，饱和蒸汽温度T k ˊ=60.1℃，r ˊ=2356kJ/kg 原料液比热:c p0= =3.77 kJ/（kg.℃） 溶液沸点： t 1= 75℃ 进料温度： t 0= 30℃h kJ /8.214325435623.833)304(7510000Q r W )t (t Fc Q L 01p0=⨯+-⨯=+'+-=加热蒸汽消耗量：h kg r Q D /95422478.2143254=== （3） 传热面积：211m 6.13)75(104.21500600310008.2143254)t K(T Dr )t K(T Q S =-⨯⨯⨯=-=-=4.解： （1） w 1=40%； w 2=5%； G 1=2000kg/h ；t 0=20℃；t 1=120℃；t 2=40℃绝干料水kg kg w w X /667.04.0140.01111=-=-= 绝干料水kg kg w w X /053.005.0105.01222=-=-=G c = G 1(1- w 1)=2000×（1-0.40）=1200kg 水/hW= G c (X 1- X 2)=1200×（0.667-0.053）=736.8 kg 水/h=0.205 kg 水/s （2）12H H W -=L预热器预热后，是等湿过程，所以：H 1=H 0 =0.009 kg 水/kg 绝干气 进出干燥器时空气等焓：I 1=I 2，I 1=(1.01+1.88H 1)t 1+2490H 1=(1.01+1.88×0.009) ×120+2490×0.009=145.64kJ/kg 绝干气 I 2=(1.01+1.88H 2)t 2+2490H 2=(1.01+1.88H 2) ×40+2490H 2I 1=I 2，(1.01+1.88H 2) ×40+2490H 2=145.64，解得：H 2=0.041 kg 水/kg 绝干气/s 干6.4kg /h 干kg 30252009.0041.0736.8H H W 12气绝气绝==-=-=L（3） A 点：新鲜空气状态点（H 0、t 0）B 点：预热后状态点（H 1、t 1）：等湿：H 1=H 0C 点：空气出干燥器状态点（H 2、t 2）等焓过程定C 点.5.解： X 1=0.6kg 水/kg 绝干料；X 2=0.05kg 水/kg 绝干料； 查图：X*=0.02kg 水/kg 绝干料；X 0=0.2kg 水/kg 绝干料；恒速干燥阶段：降速干燥阶段：1. 影响重力沉降速度的主要因素是什么？为了增大沉降速度以提高除尘器的生产能力，你认为可以采取什么措施？ ***答案***由重力沉降式U t =d p 2(ρs-ρ)g/(18μ)可见，影响重力沉降速度U t 的主要是dp 和μ（U t ∝d p ，U t ∝1/μ，为提高U t ，在条件允许的情况下，可用湿法增大颗粒直径。

这样可大大增大U t ，较可行的办法是让含尘气体先冷却，使其粘度下降，也可使U t 增大。

2. 说明列管式换热器的基本结构。

***答案***由壳体、管束、管板、封头等组成。

3. 蒸发与加热操作相比，有何特点？ ***答案***（1）蒸发的料液是溶有不挥发性溶质的溶液，在相同压力下，其沸点比纯溶剂的沸点高，溶液浓度愈大，影响愈显著。

（2）蒸发时，要汽化大量溶剂，所以耗汽量大。

（3）蒸发的溶液本身具有某些特性，如热敏性，伴有结晶产生等，也会给蒸发过程带来一定的影01'c 1SU )X (X G τ-=)X (X )X (X lnS U )X (X G *2*00*0'c 2---=τ24.102.005.002.02.0ln)02.02.0(2.06.0ln )(])X (X )X (X ln S U )X (X G /[]S U )X (X G [*2*0*021*2*00*0'c 001'c 21≈----=----=----=X X X X X X X X ττ响。