第五章 流态化与气体输送

一、名词解释 1 悬浮速度 2 临界流化速度 3 流化数 4 密相流化床 5 夹带分离高度 6 气力输送 二、填空

1 按照流化状态，流态化可分为（ ）流态化和（ ）流态化两种形式。

2 为避免从床层中带出固体颗粒，流化床操作气速必须保持在( )和( )之间。 3 流化床中常见的不正常现象主要有( )和( )。

4 在流化床中，如果床层过高，可以增加( )，破坏( )，避免( )现象发生。

5 气力输送的形式主要有( )式气力输送、( )式气力输送和( )式气力输送三种。 6 同一气力输送装置，输送松散物料可选( )的混合比。 三、选择

1 在流态化阶段，流化床床层的压强降与( )有关。 A．流体流速； B．床层高度； C．A和B

2 当流体通过床层时分布不均匀，则大量流体与固体颗粒不能很好地接触，就会产生“短路”，这种现象称为（ ）。

A．沟流现象 B．断流现象 C．腾涌现象

3 就物料颗粒群在水平管道中的运动状态而言，停滞流又可称为（ ）。 A．均匀流 B．管底流 C．疏密流 D．集团流

4 下列哪种气力输送的形式适用于输送细小、贵重或危害性大的粉状物料。（ ） A．吸运式 B．压送式 C．混合式 D．循环式

5 利用两相流旋转时离心力的作用使物料与气流分离的卸料器为（ ）。 A．容积式 B．三角箱 C．离心式 D．压力式 四、简答

1 气力输送的特点是什么？

2 粮食工业中常采用的气力输送装置有哪些形式？有什么特点？ 3 物料颗粒在水平管的悬浮机理及运动状态如何？

4 影响物料在弯管中运动最终速度的因素有哪些?试分析论述一下。 5 在两相流理论中将其压损分为哪几部分？各代表什么意义？ 6 如何选择输送风速？ 五、计算

1 某物料密度为1196 kg/m3，直径为5mm，堆积成高度为0.3m的固定床层，空隙率为0.4.若20℃的空气流过流化床时，空床流速为0.5m/s，试求压力降。当空床流速为何值时，流化才开始？试求此时压力降值。

2 某物料颗粒的平均粒径为0.4mm，密度为1690kg/m3。气体的平均密度为1.4kg/m3，平均黏度为0.37cP。试求其临界流化速度。

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3 某固体颗粒为130目,临界粒径为dp=1.44×10-4m，颗粒密度为ρs=1068kg/m3，液相黏度为μf.0246cP，密度为ρf=0.98kg/m3，求最大流化速度。

4 鲜豌豆近似为球形，其直径为5mm，密度为1060 kg/m3。拟于-20℃冷气流中进行流化冷冻。豆床在流化前的床层高度为0.3m，空隙率为0.4.冷冻进行时，空气速度等于临界速度的1.6倍。试大体估计：①流化床的临界流化速度和操作速度；②通过床层的压力降；③试估算冷气流与颗粒表面之间的传热膜系数。已知-20℃空气的导热系数为2.36×10-2W/m·K 5 试近似计算某一压送式气力输送面粉设备的风机所需的功率。设备生产能力为每小时输送面粉20吨。面粉颗粒的平均粒径为0.18mm。已知从加料器到卸料器整个输送管线长度为30m（垂直的10m，水平的20m），中间有两只90°弯管。估计卸料器内、排气管内以及装置终点布袋过滤器的压力损失约为1.55kN/m2，同时估计从风机到加料器的压力损失约为1.04 kN/m2。假设系统内空气的平均密度为1.23kg/m3。

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第六章 传热学

一、名词解释 1 对流传热 2 自然对流 3 强制对流 4 热辐射 5 黑体

二、填空

1 常用的列管换热器的温度补偿方式有（ ）、（ ）和（ ）等。 2 强化传热的途径主要有（ ）、（ ）和（ ）等

3 热传导是借助于（ ）来进行热量的传递的。热传导主要发生在（ ）或（ ）中。 4 热量的传递是由于（ ）而引起的。根据传热原理，传热有（ ）、（ ）和（ ）三种

方式。

5 在对流传热中，雷诺准数等于（ ），它表示（ ）。 6 在对流传热中，努塞尔准数等于（ ），它表示（ ）。 7 影响对流传热的因素主要有（ ）、（ ）、（ ）和（ ）等。

8 用冷却水将一定量的热流体由100℃冷却到40℃，冷却水初温为15℃， 在设计列管式

换热器时，采用两种方案比较，方案I是令冷却水终温为30℃， 方案II是令冷却水终温为35℃，则用水量 W1（ ）W2，所需传热面积A1（ ）A2（大于、小于、等于）。 9 冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90℃，出口温度为50℃，冷水进口温度

为15℃，出口温度为53℃，冷热水的流量相同，则热损失占传热量的（ ）％（冷热水物性数据视为相同）

三、选择

1 在与等温面垂直的方向上，( )

A.温度梯度最大 B.温度梯度较小 C.没有温度梯度

2 液体的沸腾传热应控制在( )区,以获得较大的传热膜系数. A.核状沸腾;B.膜状沸腾;C.自然对流

3 在相同传热面积条件下,逆流操作时所需加热剂用量较并流操作( ). A.多;B.少;C.相同

4 间壁式换热器任一侧流体的对流换热过程中, 热阻主要集中在( ). A.间壁本身;B.层流底层;C.湍流主体

5 已知圆筒壁(外半径为r3)上两层保温材料的温度分布曲线如图示:A 层的导热系数 ( )B层的导热系数；应将( )放在内层保温效果好。(A,B 两层厚度相等)。 A. 等于 B. 大于 C. 小于 D. A 层

四、简答

1 简述影响对流传热系数的因素。

2 举例说明板式换热器在食品中的应用。

3 根据传热速率方程简述影响间壁式换热器的因素。

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4 举例说明套管式换热器在食品中的应用。 5 简述套式换热器的特点及其应用。

五、计算

1 某平壁厚度b=0.37m，内表面温度t1=1650℃，外表面温度t2=300℃，平壁材料热导率λ=0.815+0.00076t，W/(m2·℃)。若将热导率分别按常量（取平均热导率）和变量计算，试求平壁的温度分布关系式和导热热通量。

2 用平板法测定材料的热导率。平板状材料的一侧用电热器加热，另一侧用冷却水通过夹层将热量移走。所加热量由加至电热器的电压和电流算出，平板两侧的表面温度用热电偶测得（见附表）。已知材料的导热面积为0.02m2，其厚度为0.01m，测得的数据如下，试求：

（1）材料的平均热导率?；

（1） 设该材料的热导率为???0(1?a't)，试求?0和a'。

电热器

电压/V

140 114

电流/A 2.8 2.28

材料表面温度/℃ 高温侧 300 200

低温侧 100 50

3 某平壁燃烧炉是由一层耐火砖与一层普通砖砌成，两层的厚度均为100mm，其热导率分别为0.9W/（m·℃）及0.7W/（m·℃）。待操作稳定后，测得炉膛的内表面温度为700℃，外表面温度为130℃。为了减少燃烧炉的热损失，在普通砖外表面增加一层厚度为40mm、热导率为0.06W/(m2·℃)的保温材料。操作稳定后，又测得炉内表面温度为740℃，外表面温度为90℃。设两层砖的热导率不变，试计算加保温层后炉壁的热损失比原来的减少百分之几？ 4 红砖平壁墙，厚度为500mm，一侧温度为200℃，另一侧为30℃。设红砖的平均热导率取0.57W/(m2·℃)，试求：

（1）单位时间、单位面积导过的热量； （2）距离高温侧350mm处的温度。 5 某燃烧炉的平壁由下列三种砖依次彻成。

耐火砖：热导率?1=1.05 W/（m2·℃）；

厚度b1=0.23m；

绝热砖：热导率?2=0.151 W/（m2·℃） 每块厚度b2=0.23m； 普通砖：热导率?3=0.93 W/（m2·℃） 每块厚度b3=0.24m；

若已知耐火砖内侧温度为1000℃，耐火砖与绝热砖接触处温度为940℃，而绝热砖与普通砖接触处的温度不得超过138℃，试问：

（1）绝热层需几块绝热砖？ （2）此时普通砖外侧温度为多少？

6 在外径为140mm的蒸气管道外包扎保温材料，以减少热损失。蒸气管外壁温度为390℃，保温层外表面温度不大于40℃。保温材料的λ与t的关系为λ=0.1+0.0002t（t的单位为℃，λ的单位为W/（m2·℃））。若要求每米管长的热损失Q/L不大于450W/m，试求保温层的厚度以及保温层中温度分布。

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