传热习题与答案

一选择（单选或多选）
1．[ ] 在传热的三种基本形式中，不需要介质即在真空中可以发生传热的形式为。

A、热辐射
B、热对流
C、热传导
D、冷却啊
2．[ ］根据热流量方程，下列哪种办法不能提高冷、热流体之间的热流量。

A、定期清除管内垢层
B、用翅片管代替光滑管
C、采用逆流操作代替并流操作
D、降低冷流体流速
3．［] 管壳式换热器内采用多管程的主要目的是。

A、减少换热面积
B、增加管子数目
C、强化传热
D、降低换热介质流量4．［] 翅片管换热器的翅片应安装在。

A、对流换热系数α小的一侧
B、对流换热系数α大的一侧
C、管内
D、管外5．[ ] 蒸发操作中的单位蒸汽消耗量（D/W）通常。

A、＜1
B、≥1.1
C、＝1
D、＝2
6．[ ] 非金属液体中，导热系数最大的是。

A、甘油
B、水
C、乙酸
D、苯
7．[ ］纯粹的热传导只可能发生在中。

A、液体
B、固体
C、气体
D、流体
8．［］传热单元数大，说明传热推动力，传热过程较。

A、小，难
B、大，难
C、小，易
D、大，易
9．[ ] 引起蒸发操作中温差损失的因素不包括。

A、溶液沸点升高
B、液柱静压头
C、蒸汽密度
D、二次蒸汽的流动阻力10．[ ］纯金属的导热系数随温度升高而。

A、增大
B、减小
C、不变
D、不确定
11．［] 水平管外相变传热，滴状冷凝的传热效果膜状冷凝时。

A、小于
B、等于
C、大于
D、不确定12．[ ］根据描述对流传热的特征数关联式,流体流动的雷诺数越大，对流传热系数。

A、越大
B、越小
C、无关
D、不确定
13．［] 化工生产中应用最广的一类换热器为换热器。

A、蛇管式
B、套管式
C、板式
D、管壳式14．[ ］蒸发操作中的单位蒸汽消耗量（D/W)通常。

A、＜1
B、＝1
C、≥1。

1
D、＝2
15．［］对流传热的热边界层越厚，做为传热推动力的温度梯度，对流传热系数。

A、越大,越大
B、越大，越小
C、越小，越小
D、越小，越大
16．［] 气体的导热系数相对,且随温度升高而。

A、较小,降低
B、较小,提高
C、较大，降低
D、较大，提高
17．［] 与相同直径的直管相比，圆形弯管内强制对流的对流传热系数。

A、较大
B、不变
C、较小
D、不确定
18．[ ］管壳式换热器内采用多管程的主要目的主要是。

A、减少换热面积
B、强化传热
C、增加管子数目
D、降低换热介质流量
19．［］蒸发操作中的单位蒸汽消耗量（D/W）通常。

A、＜1
B、＝1
C、≥1。

1
D、＝2
20．［] 描述对流传热关系的特征数关系式中,Pr值越大，对流传热系数。

A、越大
B、越小
C、不变
D、不确定
21．［］下列液体中，导热系数随温度升高而增大的是.
A、丙酮
B、乙醇
C、水
D、甲酸
22．[ ] 计算对流传热系数α值的经验公式一般适用于长径比大于60的直管，如果是长径比小于30的短管，则需乘以的校正系数。

A、小于1
B、大于1
C、等于1
D、60%
23．[ ] 在冷热流体间的稳态热交换过程中，管外流体与管壁间的对流传热系数远小于管内侧对流传热，则此过程为（忽略管壁热阻和污垢热阻）.
A、温差控制
B、管内对流传热控制
C、管外对流传热控制
D、管壁控制
24．[ ］工业蒸发操作的目的有。

A、溶液增浓
B、溶液稀释
C、干燥固体C、液体增湿
25．［］引起蒸发操作中温差损失的因素不包括.
A、溶液沸点升高
B、液柱静压头
C、二次蒸汽的流动阻力
D、蒸汽密度
26．[ ]根据对流传热关系的特征数关系式，流体流速降低，对流传热系数。

A、增大
B、减小
C、不变
D、不确定
27．［] 某反应釜需要加热到200℃,则合适的加热剂为。

A、水
B、水蒸汽
C、矿物油
D、空气
28．[ ］在冷热流体间的稳态热交换过程中,管外流体与管壁间的对流传热系数远小于管内侧对流传热，则此过程为(忽略管壁热阻和污垢热阻）。

A、管外对流传热控制
B、管内对流传热控制
C、温差控制
D、管壁控制
29．［] 工业蒸发操作的目的主要是。

A、溶液稀释
B、冷凝液体
C、干燥固体
D、溶液增浓
30．[ ]蒸发操作中的单位蒸汽消耗量（D/W）通常。

A、＜1
B、＝1
C、≥1。

1
D、＝2
31．［］与相同条件下的直管相比,圆形弯管内强制对流的传热系数.
A、较小
B、较大
C、不变
D、不确定
32．［] 气体的导热系数相对,且随温度升高而。

A、较小，降低
B、较小，提高
C、较大,降低
D、较大，提高
33．[ ] 与固定管板式换热器比较，浮头式换热器的主要优点是。

A、结构简单
B、不会产生温差应力
C、管束容易清洗
D、壳体不易结垢
34．［] 导致蒸发器内溶液沸点升高的因素包括.
A、不挥发溶质
B、液柱静压力
C、管壁污垢
D、管道内流动阻力
35．［] 提高蒸发器蒸发强度的基本途径有。

A、增大传热面积
B、提高总传热系数
C、提高传热温度差
D、增大管壁热阻
36．［］计算对流传热膜系数α值的经验公式一般适用于长径比大于50的直管，如果是长径比小于30的短管,则需乘以的校正系数。

A、小于1
B、大于1
C、等于1
D、60%
37．[ ］根据热流量方程,采取下列哪些方式或操作可以提高冷、热流体之间的热流量。

A、降低冷流体流速
B、用波纹管代替光滑管
C、采用逆流操作代替并流操作
D、定期清除管内垢层
38．［］提高蒸发器蒸发强度的基本途径有。

A、增大传热面积
B、提高总传热系数
C、提高传热温度差
D、增大管壁热阻
39．［] 下列液体中，导热系数随温度升高而增大的是。

A、丙酮
B、乙醇
C、水
D、甲酸
40．［］根据热流量方程，采取下列哪种方法可以提高冷、热流体之间的热交换量。

A、用波纹管代替光滑管
B、降低冷流体流速
C、采用并流操作
D、加大管壁厚度
41．[ ］描述强制对流传热关系的特征数关系式为：
Pr)
(Re,
f
Nu
，其中普朗特数Pr反映的是
对给热过程的影响。

A、流体物性
B、流体流动
C、强制对流
D、自然对流42．[ ] 与相同条件下的直管相比，圆形弯管内强制对流的传热系数。

A、较小
B、较大
C、不变
D、不确定43．[ ] 气体的导热系数相对，且随温度降低而。

A、较小，降低
B、较小,提高
C、较大，降低
D、较大，提高44．[ ］与固定管板式换热器比较，浮头式换热器的主要优点是.
A、结构简单
B、壳体不易结垢
C、管束难清洗
D、不会产生温差应力
45．[ ］冷热流体间的热容量流量比C R的取值范围是。

A、＜1
B、＞1
C、≤1
D、≥1 46．[ ] 蒸发设备上疏水器的作用是.
A、抽真空
B、加压
C、排除冷凝水
D、提高亲油性47．［］引起蒸发操作中温差损失的因素不包括。

A、溶液沸点升高
B、液柱静压力
C、二次蒸汽的流动阻力
D、生蒸汽流量
48．［］非金属液体中，导热系数最大的是.
A、甘油
B、水
C、乙酸
D、苯49．[ ］根据热流量方程，下列哪种办法不能提高冷、热流体之间的热流量。

A、降低冷流体流速
B、用翅片管代替光滑管
C、采用逆流操作代替并流操作
D、定期清除管内垢层
50．[ ] 随着蒸发器中蒸发操作的进行，传热温差逐渐。

A、提高
B、下降
C、不变
D、不确定
二判断
1．[ ］将板式换热器的板面压制成凹凸不平，不利于强化传热效果。

2．［] 强制循环式蒸发器的传热系数大于自然循环式蒸发器。

3．［］水平管外滴状冷凝时的传热效果优于膜状冷凝。

4．[ ] 钢管外包裹厚度相等的两层保温材料，为提高保温效果,通常应将导热性较好的材料放在内层. 5．［] 水平管外膜状冷凝时的传热效果优于滴状冷凝。

6．［] 将板式换热器的板面压制成凹凸不平，有利于强化传热效果。

7．[ ] 灰体就是黑度小于1的实际物体.
8．[ ] 大容器沸腾传热时,膜状沸腾的对流传热系数始终大于泡状沸腾.9．[ 错] 根据热交换过程的热量衡算关系,热流体出口温度下降必然导致冷流体出口温度的提高。

10．［］水平管外膜状冷凝时的传热效果优于滴状冷凝.
11．[ ] 能够透过全部辐射能的物体称为透热体。

12．［］灰体的黑度越大，相同温度下的辐射能力越强。

13．[ ］合金的导热系数比纯金属要高。

14．[ ］气体的Pr值大都接近但小于1，液体Pr值常大于1.
15．[ ］能够透过全部辐射能的物体称为白体。

16．［］低粘度流体在圆形直管内做强制对流传热时，流速提高有利于强化传热效果。

17．［］大容器沸腾传热时，膜状沸腾的对流传热系数始终大于泡状沸腾.
18．[ ］努塞尔数Nu反映对流使传热膜系数增大的倍数，Nu越大，说明对流效果越明显。

19．[ ] 水平管外滴状冷凝时的传热效果优于膜状冷凝。

20．[ ] 增大总传热系数是提高蒸发器生产强度的主要途径
21．[ ］悬筐式蒸发器属于自然循环式蒸发器.
22．［］水平管外膜状冷凝时的传热效果优于滴状冷凝.
23．［] 对流传热过程中当其它因素不变,流体的黏度越大,对流传热系数越大。

24．[ ] 对流传热过程中，流体流动的层流内层越厚，对流传热系数越大.
25．［］将板式换热器的板面压制成凹凸不平，有利于强化传热效果.
三填空题
1 气体热传导的机理是。

2 房间采暖用的加热器应尽量放在；剧场的冷气装置应放在剧场（填上部或下部)。

3 在翅片管换热器中,安装翅片的目的一是,二是，从而达到强化传热的目的。

4．在建筑砖、铜、玻璃纤维等固体材料中，导热系数由小到大的排列顺序依次为。

5．经A、B两层（相同面积）平面壁的稳态热传导过程，测温发现A层两侧温度差相对较大,则层热阻相对较小。

6．某换热器运行一段时间后，传热效果下降，则很可能是的原因。

7．流体的湍流程度提高，则对流传热过程的传热系数将。

（填：增大或减小或不变）。

8．在对流传热中，与完全湍流状态相比，流体处于过渡流时,传热的热阻，对流传热系数α值相对.(填：较大或较小或不变）。

9．输送热流体的钢管外拟包裹A、B两层保温材料,若A层材料导热系数小于B层，且两层厚度相等，为降低热损失,应将层材料放在内层.
10．能够全部反射辐射能的物体称为，而全部吸收辐射能的则称为。

11．一维热传导的热阻主要取决于材料的和传热壁面等因素。

12．流体的湍流程度提高，则对流传热过程的传热系数将。

（填：增大或减小或不变）13．利用饱和蒸汽相变加热某冷流体，逆流操作的平均温差应并流时的平均温差(假定两种情况下冷流体的出、入口温度不变）。

14．蒸发器中疏水器的作用是。

15．描述对流传热关系的特征数关系式为：
Pr)
(Re,
f
Nu
，其中普朗特数Pr反映的是对给热
过程的影响，通常Pr值越大,对流传热系数.
16．工业换热器可以采用逆流操作，也可以采用并流操作，当冷热流体的进出口温度一定时，这两种操作方式相比,采用操作得到的平均温度差△t m更大.
17．稳态传热的特点是系统中各点的温度仅随位置变化而与无关。

18．为降低可压缩滤饼的过滤阻力，可加入以改变滤饼的结构。

19．流体的湍流程度提高,则对流传热过程的传热系数将。

20．利用饱和蒸气相变加热某冷流体，逆流操作的平均温差应并流时的平均温差(假定两种情况下冷流体的出、入口温度不变）。

21．有一经A、B两层平面壁的稳态热传导过程，测温发现A层两侧温度差较大，则层热阻较大. 22．当流体与固体壁面发生对流传热时,在壁面处的滞流内层中，传热的主要形式为.
23．能够全部反射辐射能的物体称为,而全部吸收辐射能的则称为.
24．对于普通建筑材料、金属材料、绝缘材料等三类固体材料，它们的导热系数由大到小的排列顺序依次为。

25．对流传热是指物体各部分质点发生相对位移而引起的热量传递，仅发生在
中，而且必然伴随现象。

26．冷热流体之间的间壁式热交换过程可以看作是两步和一步的串联过程。

27．传热过程的推动力是。

28．描述对流传热关系的特征数关系式为:
)
(Pr,Gr
f
Nu=
，其中格拉晓夫数Gr是的变形，
它表征着对传热过程的影响。

29．能够全部反射辐射能的物体称为,而全部吸收辐射能的则称为。

30．某建筑砖层的导热系数λ=0.900 W/(m·K），厚度为300 mm,内外壁温度分别为350℃和100℃，则砖层单位面积上的热流量为W/m。

31．间壁式热交换过程中的全部热阻包括管壁两侧流体的对流传热热阻、管壁导热热阻和管壁两侧的。

32．当饱和蒸汽中含有不凝气体时，冷凝传热过程中，对流传热系数。

（填写“上升”或者“下降”）
四、计算题
1 在一台单程逆流管壳式换热器中，热空气在管程由200℃降至120℃，其对流传热系数α1=100 W/(m2·℃）。

壳程的冷却水从40℃升至200℃,其对流传热系数α2=4000 W/（m2·℃).管壁热阻及污垢热阻均忽略不计。

试求:1）该传热过程的对数平均温度差；2)当冷却水流量增加一倍时，总传热系数如何变化？并从热阻控制角度对结果进行分析。

解：水量增加后
8.0
8.0
Re u
∝
∝
α
2
8.0
2
2
'α
α=
2．在一单程逆流管壳式换热器中，用水冷却某种有机溶剂。

冷却水的流量为40 kg/h，其初始温度为20 ℃，平均比热容为4。

174 kJ/(kg·℃）.有机溶剂的流量为10 000 kg/h，温度由120 ℃降至60 ℃,平均比热容为1。

72 kJ/(kg·℃）.设换热器的总传热系数为500 W/(m2·℃)，试计算换热器所需的传热面积。

3 采用逆流套管式换热器冷却某溶液,内管为φ120 mm×5mm的钢管。

溶液（热容:1。

4 kJ/（kg。

℃))流量为25000 kg/h，进口温度为110℃，冷却到出口温度50℃。

环隙中的冷却水（热容：4.20 kJ/（kg.℃）从20℃升温到40℃.总传热系数为560 W/(m2∙℃）。

试求：1）热交换量及冷却水用量；2）平均温度差及所需传热
面积。

4 空气以20m/s 的流速在一φ 100 mm ×5mm ，长6 m 的管内温度由30℃升到70℃。

试求：
1)空气与管壁间的对流传热系数？(查得空气在50℃时的物性数据如下：)
/(00.1),/(1083.2,/09.123℃℃⋅=⋅⨯==-kg kJ c m W m kg p λρ,
s Pa ⋅⨯=-51096.1μ） 2)若空气流速增加一倍，其他条件均不变，对流传热系数提高多少？
解： λ
μp c =Pr μ
ρdu =Re )Pr Re 023.08.0n d
λα=
参考例 5—10
5. 有一管壳式换热器，由50根φ40 mm× 2 mm 的无缝钢管组成.苯的流量为30000 kg/h ,且在内由10加热至90℃，求：
1）管壁对苯的对流传热系数；
2）当苯的流量提高一倍，对流传热系数有何变化。

（苯在平均温度下的物性参数为：密度ρ=860 kg/m 3;比热容c p =1。

80 kJ/（kg∙℃）；粘度μ=0。

45 mPa∙s ；
导热系数λ=0.14 W/（m∙℃））
解： n d q u i v 24π
=。