传热习题答案
传热计算习题附详细答案
传热计算题1.在一内径为0.25cm的管轴心位置上，穿一直径为 0.005cm的细导线，用以测定气体的导热系数。
当导线以0.5A 的电流时，产生的电压降为0.12V/cm，测得导线温度为167℃，空心管内壁温度为150℃。
试求充入管内的气体的导热系数试分析仪器精度以外造成结果误差的客观原因。
2．有两个铜质薄球壳，内球壳外径为0。
015m，外球壳内径为 0.1m，两球壳间装入一种其导热系数待测的粉粒料。
内球用电加热，输入功率为 50w，热量稳定地传向外球，然后散发到周围大气中。
两球壁上都装有热电偶，侧得内球壳的平均温度为120℃，外求壳的平均温度为50℃，周围大气环境温度为20℃；设粉粒料与球壁贴合，试求：（1）待测材料的导热系数（2）外球壁对周围大气的传热系数3．有一面积为10cm2带有保护套的热电偶插入一输送空气的长管内，用来测量空气的温度。
已知热电偶的温度读数为300℃，输气管的壁温为 200℃，空气对保护套的对流传热系数为60w/m2.k，该保护套的黑度为 0.8，试估算由于辐射造成的气体温度测量误差。
并叙述减小测量误差的途径。
已知 Stefan-Bohzman常数σ=5.67×10-9w/m2k 。
4．用两个结构尺寸相同的列管换热器按并联方式加热某中料液。
换热器的管束由32根长 3m 的Ф25×3mm 的钢管组成。
壳程为120℃的饱和蒸汽。
料液总流量为20m3/h，按相等流量分配到两个换热器中作湍流流动，由 25℃加热到 80℃。
蒸汽冷凝对流传热系数为8Kw/m2.℃，管壁及污垢热阻可不记，热损失为零，料液比热为 4.1KJ/kg.℃，密度为 1000kg/m3。
试求：（1）管壁对料液的对流传热系数（2）料液总流量不变，将两个换热器串联，料液加热程度有何变化？（3）此时蒸汽用量有无变化？若有变化为原来的多少倍？（两者情况下蒸汽侧对流传热系数和料液物性不变）5．某厂现有两台单壳程单管程的列管式空气加热器，每台传热面积为A0=20m2（管外面积），均由128根Ф25×2.5mm的钢管组成。
化工原理课后习题答案第4章传热习题解答
化工原理课后习题答案第4章传热习题解答习 题1. 如附图所示。
某工业炉的炉壁由耐火砖λ1=1.3W/（m·K ）、绝热层λ2=0.18W/（m·K ）及普通砖λ3=0.93W/（m·K ）三层组成。
炉膛壁内壁温度1100o C ，普通砖层厚12cm ，其外表面温度为50 o C 。
通过炉壁的热损失为1200W/m 2，绝热材料的耐热温度为900 o C 。
求耐火砖层的最小厚度及此时绝热层厚度。
设各层间接触良好，接触热阻可以忽略。
已知：λ1=1.3W/m·K ，λ2=0.18W/m·K ，λ3=0.93W/m·K ，T 1＝1100 o C ，T 2＝900 o C ，T 4＝50o C ，3δ＝12cm ，q ＝1200W/m 2，Rc ＝0求： 1δ＝？2δ＝？ 解： ∵δλT q ∆=∴1δ＝m q T T 22.0120090011003.1211=-⨯=-λ又∵33224234332322λδλδδλδλ+-=-=-=T T T T T T q ∴W K m q T T /579.093.012.01200509002334222⋅=--=--=λδλδ得：∴m 10.018.0579.0579.022=⨯==λδ习题1附图 习题2附图2. 如附图所示。
为测量炉壁内壁的温度，在炉外壁及距外壁1/3厚度处设置热电偶，测得t 2=300 o C ，t 3=50 o C 。
求内壁温度t 1。
设炉壁由单层均质材料组成。
已知：T 2=300o C ，T 3=50o C求： T 1=？解： ∵δλδλ31323T T T Tq -=-=∴T 1－T 3＝3（T 2－T 3）T 1＝2(T 2－T 3)+T 3=3×(300-50)+50＝800 o C3. 直径为Ø60×3mm 的钢管用30mm 厚的软木包扎，其外又用100mm 厚的保温灰包扎，以作为绝热层。
第二章 传热习题答案
【2-1】一食品冷藏室由内层为19 mm 厚的松木，中层为软木层，外层为51 mm 厚的混凝土所组成。
内壁面温度为-17.8 ℃,混凝土外壁面温度为29.4 ℃。
松木、软木和混凝土的平均热导率分别为0.151,0.043 3,0.762 W/(m ·K )，要求该冷藏室的热损失为15W/m 2。
求所需软木的厚度及松木和软木接触面处的温度。
解：三层平壁的导热。
1）所需软木的厚度2b由 ∑=-=3141i ii b T T q λ 得 151.0019.00433.0762.0051.08.174.29152+++=b 解得： m b 128.02=2）松木和软木接触面处的温度3T由 151.0019.08.17153+==T q 解得：9.153-=T ℃解题要点：多层平壁热传导的应用。
【2-2】为减少热损失，在外径为150 mm 的饱和蒸汽管道外加有保温层。
已知保温材料的热导率λ=0.103+0.000 198 T(式中T 为℃),蒸汽管外壁温度为180 ℃,要求保温层外壁温度不超过50 ℃,每米管道由于热损失而造成蒸汽冷凝的量控制在1×10-4 kg/(m ·s)以下,问保温层厚度应为多少?(计算时可假定蒸汽在180 ℃下冷凝)。
解：保温层平均热导率为： )./(126.02501801098.1103.04K m W =+⨯⨯+=-λ 由于本题已知的是蒸汽管道外壁面温度，即保温层内壁面温度，故为一层导热。
由 )()(21221r r Ln T T L Q -=λπ 得： )()(21221r r Ln T T L Q -=πλ （1）式中：m W L Wr L Q /9.2011103.201910134=⨯⨯⨯==- 将其及其它已知数据代入式（1）得：)075.0()50180(126.029.2012r Ln -⨯⨯=π 解得：m r 125.02=mm m 5005.0075.0125.0==-=∴δ壁厚解题要点：单层圆筒壁热传导的应用。
传热练习题答案
传热练习题1、平壁炉的炉壁由厚120mm的耐火砖和厚240mm的普通砖砌成。
测得炉壁内、外温度分别为800℃和120℃。
为减少热损失，又在炉壁外加一石棉保温层，其厚60mm，导热系数为0.2 W·m-1·℃-1，之后测得三种材质界面温度依次为800℃、680℃、410℃和60℃。
(1) 问加石棉后热损失减少百分之多少？(2) 求耐火砖和普通砖的导热系数。
2、冷藏室的墙壁由两层厚15mm的杉木板之间夹一层软木板构成，杉木板和软木板的导热系数分别为0.107 W·m-1·℃-1和0.040 W·m-1·℃-1。
冷藏室内外壁分别为-12℃和21℃，若要求墙壁传热量不大于10 W·m-2，试计算墙壁中软木板的最小厚度及软木板的热阻占总热阻的分数。
3、蒸汽管外包扎两层厚度相同的绝热层，外层的平均直径为内层的2倍，导热系数为内层的2倍。
若两层互换位置，其他条件不变，问每米管长热损失改变多少？哪种材料放内层好？4、在逆流换热器中，用20︒C的水将1.5kg·s-1的苯由80︒C冷却到30︒C。
换热器列管直径为∅25⨯2.5mm。
水走管内，水侧和苯侧的传热系数分别为0.85k W·m-2·︒C-1和1.7 k W·m-2·︒C -1，管壁的导热系数为45 W·m-1·︒C -1，忽略污垢热阻。
若水的出口温度为50 ︒C。
试求换热器的传热面积A及冷却水的消耗量q m,c。
操作条件下水的c p = 4.174⨯103 J·kg-1·℃-1,苯的c p = 1.90⨯103 J·kg-1·℃-1。
5、20℃、2.026⨯105Pa的空气在套管换热器内管被加热到85℃。
内管直径∅57⨯3.5mm，长3m，当空气流量为每小时55m3时，求空气对管壁的传热系数（空气物性：0℃时ρ = 1.293kg·m-3；50℃时c p = 1.017⨯103 J·kg-1·℃-1，λ = 2.826⨯10-2 W·m-1·℃-1，μ = 1.96⨯10-5Pa ·s，Pr = 0.698）。
传热学课后习题答案
传热学课后习题答案第⼀章1-3 宇宙飞船的外遮光罩是凸出于飞船船体之外的⼀个光学窗⼝，其表⾯的温度状态直接影响到飞船的光学遥感器。
船体表⾯各部分的表明温度与遮光罩的表⾯温度不同。
试分析，飞船在太空中飞⾏时与遮光罩表⾯发⽣热交换的对象可能有哪些？换热⽅式是什么？解：遮光罩与船体的导热遮光罩与宇宙空间的辐射换热1-4 热电偶常⽤来测量⽓流温度。
⽤热电偶来测量管道中⾼温⽓流的温度，管壁温度⼩于⽓流温度，分析热电偶节点的换热⽅式。
解：结点与⽓流间进⾏对流换热与管壁辐射换热与电偶臂导热1-6 ⼀砖墙表⾯积为12m 2，厚度为260mm ，平均导热系数为 1.5 W/(m ·K)。
设⾯向室内的表⾯温度为25℃，⽽外表⾯温度为－5℃，确定此砖墙向外散失的热量。
1-9 在⼀次测量空⽓横向流过单根圆管对的对流换热试验中，得到下列数据：管壁平均温度69℃，空⽓温度20℃，管⼦外径14mm ，加热段长80mm ，输⼊加热段的功率为8.5W 。
如果全部热量通过对流换热传给空⽓，此时的对流换热表⾯积传热系数为？1-17 有⼀台⽓体冷却器，⽓侧表⾯传热系数95 W/(m 2·K)，壁⾯厚2.5mm ，导热系数46.5 W/(m ·K)，⽔侧表⾯传热系数5800 W/(m 2·K)。
设传热壁可看作平壁，计算各个环节单位⾯积的热阻及从⽓到⽔的总传热系数。
为了强化这⼀传热过程，应从哪个环节着⼿。
1-24 对于穿过平壁的传热过程，分析下列情形下温度曲线的变化趋向：(1)0→λδ；(2)∞→1h ；(3) ∞→2h第⼆章2-1 ⽤平底锅烧⽔，与⽔相接触的锅底温度为111℃，热流密度为42400W/m 2。
使⽤⼀段时间后，锅底结了⼀层平均厚度为3mm 的⽔垢。
假设此时与⽔相接触的⽔垢的表⾯温度及热流密度分别等于原来的值，计算⽔垢与⾦属锅底接触⾯的温度。
⽔垢的导热系数取为 1 W/(m ·K)。
传热学练习题库(附答案)
传热学练习题库（附答案）一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、离心泵的实际安装高度( )允许安装高度，就可防止汽蚀现象发生A、近似于B、小于C、等于D、大于正确答案：B2、催化剂使用寿命短，操作较短时间就要更新或活化的反应，比较适用( )反应器。
A、流化床B、管式C、固定床D、釜式正确答案：A3、影响液体对流传热系数的因素不包括( )。
A、操作压力B、传热面尺寸C、流动型态D、液体的物理性质正确答案：A4、有两台同样的列管式换热器用于冷却气体，在气、液流量及进口温度一定的情况下，为使气体温度降到最低，拟采用( )A、气体走管内，串联逆流操作B、气体走管内，并联逆流操作C、气体走管外，串联逆流操作D、气体走管外，并联逆流操作正确答案：C5、合成尿素中，提高氨碳比的作用是：①使平衡向生成尿素的方向移动；②防止缩二脲的生成；③有利于控制合成塔的操作温度；④减轻甲铵液对设备的腐蚀。
以上正确的有( )A、4条皆是B、①②③C、①D、①②正确答案：A6、在列管式换热器操作中，不需停车的事故有( )A、自控系统失灵B、换热器部分管堵C、换热器结垢严重D、换热器列管穿孔正确答案：A7、在正常生产时，应尽可能地控制好加氢裂化反应器各催化剂床层的入口温度，使它们( )A、等于上一床层出口温度B、可节省冷氢用量C、有足够大的温差D、相等或相近正确答案：D8、水蒸气在列管换热器中加热某盐溶液，水蒸气走壳程。
为强化传热，下列措施中最为经济有效的是( )。
A、减小传热壁面厚度。
B、增大换热器尺寸以增大传热面积C、改单管程为双管程；D、在壳程设置折流挡板；正确答案：C9、流体流量突然减少，会导致传热温差( )。
A、始终不变B、下降C、变化无规律D、升高正确答案：B10、在以下换热器中，( )不易泄露。
A、UB、浮头式换热器C、波纹管换热器D、板式换热器正确答案：A11、换热器中的换热管在管板上排列，在相同管板面积中排列管数最多的是( )排列A、矩形B、正三角形C、同心圆D、正方形正确答案：B12、单级离心泵采取( )平衡轴向力A、平衡盘B、叶轮对称布置C、平衡孔D、平衡鼓正确答案：C13、化学反应热不仅与化学反应有关，而且与( )。
传热学习题(含参考答案)
传热学习题（含参考答案）一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、某厂已用一换热器使得烟道气能加热水产生饱和蒸汽。
为强化传热过程，可采取的措施中( )是最有效，最实用的A、提高水的流速B、在水侧加翅片C、换一台传热面积更大的设备D、提高烟道气流速正确答案：D2、分子筛对不同分子的吸附能力，下列说法正确的是( )A、分子越大越容易吸附B、分子极性越弱越容易吸附C、分子越小越容易吸附D、分子不饱和度越高越容易吸附正确答案：D3、生物化工的优点有( )。
A、选择性强，三废少B、前三项都是C、能耗低，效率高D、反应条件温和正确答案：B4、有一种30℃流体需加热到80℃，下列三种热流体的热量都能满足要求，应选( )有利于节能A、150℃的热流体B、200℃的蒸汽C、300℃的蒸汽D、400℃的蒸汽正确答案：A5、下列物质不是三大合成材料的是( )。
A、塑料B、尼龙C、橡胶D、纤维正确答案：B6、若固体壁为金属材料，当壁厚很薄时，器壁两侧流体的对流传热膜系数相差悬殊，则要求提高传热系数以加快传热速率时，必须设法提高( )的膜系数才能见效A、无法判断B、两侧C、最大D、最小正确答案：D7、下列阀门中，( )不是自动作用阀。
A、闸阀B、止回阀C、疏水阀D、安全阀正确答案：A8、对于反应级数n大于零的反应，为了降低反应器体积，选用( )A、全混流反应器接平推流反应器B、全混流反应器C、循环操作的平推流反应器D、平推流反应器正确答案：D9、当提高反应温度时，聚合釜压力会( )。
A、不变B、增加至10kg/cm2C、降低D、提高正确答案：D10、安全阀应铅直地安装在( )A、容器与管道之间B、气相界面位置上C、管道接头前D、容器的高压进口管道上正确答案：B11、环氧乙烷水合生产乙二醇常用下列哪种形式的反应器 ( )A、管式C、固定床D、鼓泡塔正确答案：A12、为了减少室外设备的热损失，保温层外所包的一层金属皮应该是( )A、表面光滑，颜色较浅B、上述三种情况效果都一样C、表面粗糙，颜色较浅D、表面粗糙，颜色较深正确答案：A13、离心泵设置的进水阀应该是( )。
化工原理-传热习题及答案
传热习题及答案一、选择题：1、关于传热系数K 下述说法中错误的是（ ）CA 、传热过程中总传热系数K 实际是个平均值；B 、总传热系数K 随着所取的传热面不同而异；C 、总传热系数K 可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关；D 、要提高K 值，应从降低最大热阻着手；2、在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（ ），走壳程的有（ ）。
Ａ、Ｃ、Ｄ；Ｂ、Ｅ、ＦＡ、高压流体； Ｂ、蒸汽； Ｃ、易结垢的流体；Ｄ、腐蚀性流体； Ｅ、粘度大的流体； Ｆ、被冷却的流体；3、影响对流传热系数的因素有( )。
A 、B 、C 、D 、EA 、产生对流的原因；B 、流体的流动状况；C 、流体的物性；D 、流体有无相变；E 、壁面的几何因素；4、某套管换热器，管间用饱和水蒸气将湍流流动的空气加热至指定温度，若需进一步提高空气出口温度，拟将加热管管径增加一倍（管长、流动状态及其他条件均不变），你认为此措施是：AA 、不可行的；B 、可行的；C 、可能行，也可能不行；D 、视具体情况而定；解：原因是：流量不变 2d u =常数当管径增大时，a. 2/u l d ∝，0.80.2 1.8/1/u d d α∝= b. d 增大时，α增大，d α∝综合以上结果， 1.81/A dα∝，管径增加，A α下降 根据()21p mc t t KA -=m Δt对于该系统K α≈∴2112ln m t t KA t A T t T t α-∆≈-- 即121ln p mc AT t T t α=-- ∵A α↓ 则12ln T t T t -↓-∴2t ↓ ⇒ 本题在于灵活应用管内强制湍流表面传热系数经验关联式：0.80.023Re Pr n u N =，即物性一定时，0.80.2/u d α∝。
根据连续性方程，流量不变时，24V d u π==常数，所以管径变化，管内流速也发生变化。
管间用饱和水蒸气加热，热阻小，可以忽略不计，总热阻近似等于管内传热热阻，即K α≈5、对下述几组换热介质，通常在列管式换热器中K 值从大到小正确的排列顺序应是（ ）。
传热学课后习题答案
传热学课后习题答案绪论•传热有哪几种基本形式，其每种基本形式的特点是什么？•试用传热理论来分析热水瓶中的传热过程及其基本形式？•试分析航空发动机五大部件中的传热问题？（五大部件为进气道、压气机、燃烧室、涡轮、尾喷管。
）•目前预测世界环境温度在不断升高，这种气象变化与传热学有什么关系？•试分析家用电器中的传热现象（如冰箱、空调、烘箱等）？如何节省能源，提高效率？第一章•何谓导热系数？影响因素是什么？•试比较有内热源和无内热源时平壁导热的温度分布规律 ( 设= 常数；)•管外包两种不同导热系数材料以减少热损失，若，试问如何布置合理？•等截面伸展体稳态导热时，肋端边界条件的影响为何？•=C 时，在平壁、圆筒壁和球壁中温度分布是何规律？•何谓热阻？平壁、圆筒壁和球壁的热阻如何表达？对流热阻如何表示？•谓接触热阻？影响因素是什么？•已知导热系数为 2.0W/(mK) 的平壁内温度分布为 T(x)=100+150x ，试求单位面积的导热热流量？9* 、由 A 、 B 、 C 、 D 四种材料构成复合平壁（图 1-30 ）λ A =75W/(m.K), δ A =20cm;λ B =60W/(m.K), δ B =25cm;λ C =58W/(m.K), δ C =25cm;λ D =20W/(m.K), δ B =40cm;A A =A D =2m 2 ,AB =A C试求： 1) 各项导热热阻及热流图； 2) 通过复合壁的热流量； 3 ) 材料 D 左面的温度。
10* 、试考虑如图 1—31 所示图形中的一维稳定热传导。
假定无内热生成，试推导出导热系数的表达公式。
已知，， A 、 T 、 x 的单位分别为K 和 m 。
11 、一则著名绝热材料制造厂所作的电视广告声称，对绝热材料来说，重要的不是材料的厚度，而是热阻 R 。
欲使 R 值等于 19 ，需 4Ocm 的岩石， 38cm 的木头或 15cm 的玻璃纤维。
化工原理传热习题答案
化工原理传热习题答案化工原理传热习题答案传热是化工过程中非常重要的一环，它涉及到物质的能量交换和传递。
在化工工程中，我们常常需要计算传热过程中的各种参数，以便优化工艺和提高生产效率。
下面，我们将针对一些典型的传热习题进行解答，帮助读者更好地理解传热原理。
1. 一个半径为0.2 m的球形反应器，内部填充有固体颗粒，其表面温度为200 ℃，环境温度为25 ℃。
假设传热系数为10 W/(m2·℃)，求反应器表面每秒钟散失的热量。
解答：根据传热原理，传热的功率可以表示为Q=U×A×ΔT，其中Q为传热功率，U为传热系数，A为传热面积，ΔT为温差。
传热面积A可以通过计算球的表面积得到，即A=4πr^2。
代入半径r=0.2 m，可以求得A=0.502 m^2。
温差ΔT可以通过环境温度和表面温度的差值得到，即ΔT=200-25=175 ℃。
将U、A和ΔT代入传热功率的公式，可以得到Q=10×0.502×175=876.75 W。
所以，反应器表面每秒钟散失的热量为876.75 W。
2. 一根长度为1 m、直径为0.05 m的圆柱形管道，内部流体温度为150 ℃，外部环境温度为30 ℃。
假设传热系数为50 W/(m2·℃)，求管道内部每秒钟传递的热量。
解答：根据传热原理，传热的功率可以表示为Q=U×A×ΔT，其中Q为传热功率，U为传热系数，A为传热面积，ΔT为温差。
传热面积A可以通过计算圆柱形管道的表面积得到，即A=2πrh+πr^2，其中h为管道的长度，r为管道的半径。
代入长度h=1 m，半径r=0.05 m，可以求得A=0.471 m^2。
温差ΔT可以通过内部流体温度和外部环境温度的差值得到，即ΔT=150-30=120 ℃。
将U、A和ΔT代入传热功率的公式，可以得到Q=50×0.471×120=2826 W。
所以，管道内部每秒钟传递的热量为2826 W。
传热学复习题及其答案
传热学复习题及其答案传热学是研究热量传递规律的学科，它在工程实践中有着广泛的应用。
以下是一些传热学的复习题及其答案，供学习者参考。
# 一、选择题1. 传热的基本方式有哪三种？- A. 对流- B. 辐射- C. 导热- D. 所有选项都是答案：D2. 傅里叶定律描述的是哪种传热方式？- A. 对流- B. 辐射- C. 导热- D. 都不是答案：C# 二、填空题1. 导热系数是描述材料______能力的物理量。
答案：导热2. 对流换热的特点是热量通过______来传递。
答案：流体的宏观运动# 三、简答题1. 请简述牛顿冷却定律的内容。
答案：牛顿冷却定律指出，物体表面与周围环境之间的热交换速率与它们之间的温差成正比。
2. 什么是黑体辐射定律？其数学表达式是什么？答案：黑体辐射定律描述了理想化的物体（黑体）在不同温度下发出的辐射能量与波长的关系。
其数学表达式为：E(λ,T) = (2πhc^2) / (λ^5) * 1 / (e^(hc/(λkT)) - 1)，其中E(λ,T)是波长为λ在温度T下的辐射强度，h是普朗克常数，c是光速，k是玻尔兹曼常数。
# 四、计算题1. 假设有一厚度为0.05m的墙体，其导热系数为0.6 W/m·K，两侧温差为10°C。
求墙体的热流量。
答案：根据傅里叶定律，热流量Q = k * A * ΔT / d，其中A是面积，ΔT是温差，d是厚度。
假设面积A足够大，可以忽略不计，那么Q = 0.6 * 10 / 0.05 = 120 W。
2. 已知一物体表面温度为300 K，环境温度为20°C，求该物体表面与环境之间的热交换速率，假设对流换热系数为10 W/m²·K。
答案：热交换速率Q = h * A * ΔT，其中h是对流换热系数，A是物体表面积，ΔT是温差。
假设A足够大，可以忽略不计，那么Q = 10 * (300 - 273) = 270 W。
化工原理：传热习题(含答案)
第四章 传热一、填空题：1、在包有二层相同厚度保温材料的园形管道上，应该将 材料包在内层，其原因是 ， 导热系数小的 减少热损失 降低壁面温度2、厚度不同的三种平壁，各层接触良好，已知321b b b >>；导热系数321λλλ<<。
在稳定传热过程中，各层的热阻R 1 R 2 R 3 各层的导热速率Q 1 Q 2 Q 3 在压强恒定的条件下，空气的粘度随温度降低而—————————— 。
解①R 1>R 2>R 3 ， Q 1=Q 2=Q 3 ②降低 3、①物体辐射能力的大小与 成正比，还与 成正比。
②流体沸腾根据温度差大小可分为 、 、 、三个阶段，操作应控制在 。
因为40100⎪⎭⎫⎝⎛==T c E E b εε ∴E ∝T 4 ，E ∝ε ②自然对流 泡状沸腾 膜状沸腾 泡状沸腾段 4、①列管式换热器的壳程内设置折流的作用在于 ，折流挡板的形状有 等。
②多层壁稳定导热中，若某层的热阻最大，则该层两侧的温差 ；若某层的平均导热面积最大，则通过该层的热流密度 。
解①提高壳程流体的流速，使壳程对流传热系数提高 ， 园缺形（弓形），园盘和环形②最大 ， 最小 5、①在确定列管换热器冷热流体的流径时，一般来说，蒸汽走管 ；易结垢的流体走管 ；高压流体走管 ；有腐蚀性液体走管 ；粘度大或流量小的流体走管 。
①外， 内 ，内 ， 内 ， 外 6、①在一卧式加热器中，利用水蒸汽冷凝来加热某种液体，应让加热蒸汽在 程流动，加热器顶部设置排气阀是为了 。
②列管换热器的管程设计成多程是为了 ；在壳程设置折流挡板是为了 ； 解 ①壳程 ， 排放不凝气，防止壳程α值大辐度下降 ②提高管程值 α ， 提高壳程值α 7、①间壁换热器管壁wt 接近α 侧的流体温度；总传热系数K 的数值接近 一侧的α值。
②对于间壁式换热器：mt KA t t Cp m T T Cp m ∆=-=-)()(122'2211'1等式成立的条件是 、 、 。
化工原理--传热习题及答案
传热习题及答案一、选择题：1、 关于传热系数K 下述说法中错误的是（ ）CA 、 传热过程中总传热系数 K 实际是个平均值；B 、 总传热系数K 随着所取的传热面不同而异；C 、 总传热系数K 可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体 的物性无关；D 要提高K 值，应从降低最大热阻着手；2、 在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（ ），走壳程 的有（）。
A 、C 、D;B 、E 、FA 、高压流体；B 、蒸汽；C 、易结垢的流体； D 、腐蚀性流体； E 、粘度大的流体；F 、被冷却的流 体；3、 影响对流传热系数的因素有（）。
A B 、C 、D EA 产生对流的原因；B 、流体的流动状况；C 流体的物性；D 流体有无相变；E 、壁面的几何因素；4、 某套管换热器，管间用饱和水蒸气将湍流流动的空气加热 至指定温度，若需进一步提高空气出口温度， 拟将加热管管径 增加一倍（管长、流动状态及其他条件均不变） ，你认为此措 施是：AA 、不可行的；B 、可行的；C 、可能行，也可能不行；D 视具 体情况而定；解：原因是：流量不变 d 2u 常数 当管径增大时，a. u l/d 2 , u 0-8/d 0'2 1/d 1'8综合以上结果， 根据m 5 t 2 tl KA t m 对于该系统KA_b L_A L T t 2mc p J t 2 ln — 则T t 2A-ln T• t 2b. d增大时，a增大，dA 1/d1'8，管径增加，A下降KA At m本题在于灵活应用管内强制湍流表面传热系数经验关联式：N u O.O23Re0.8Pr n，即物性一定时，u^/d。
.2。
根据连续性方程，流量不变时，V匸"J常数，所以管径变化，管内流速也发生变化。
管间用饱和水蒸气加热，热阻小，可以忽略不计，总热阻近似等于管内传热热阻，即K5、对下述几组换热介质，通常在列管式换热器中K值从大到小正确的排列顺序应是（）。
高等传热学复习题答案
高等传热学复习题答案一、选择题1. 传热的基本方式包括：A. 导热B. 对流C. 辐射D. 所有以上答案：D2. 稳态导热与非稳态导热的区别在于：A. 温度随时间变化B. 温度不随时间变化C. 热量传递方向D. 热量传递速率答案：A3. 傅里叶定律描述的是：A. 导热现象B. 对流现象C. 辐射现象D. 热传导与热对流的关系答案：A4. 牛顿冷却定律适用于：A. 固体导热B. 流体对流C. 辐射传热D. 非稳态导热答案：D5. 黑体辐射定律中，辐射强度与温度的关系是：A. 线性关系B. 对数关系C. 指数关系D. 幂次关系答案：D二、简答题1. 解释什么是热传导和热对流，并简述它们的主要区别。
热传导是指热量通过物体内部分子振动和自由电子运动传递的过程，是一种分子内部的能量传递方式，不需要物质的宏观流动。
热对流则是由于流体中温度差异引起的密度差异，导致流体发生宏观流动，从而实现热量的传递。
主要区别在于热传导不涉及物质的宏观运动，而热对流则需要。
2. 描述傅里叶定律的物理意义及其数学表达式。
傅里叶定律描述了在稳态导热条件下，单位时间内通过单位面积的热量与温度梯度成正比的关系。
其数学表达式为：\[ q = -k\frac{dT}{dx} \]，其中 \( q \) 是热流密度，\( k \) 是材料的热导率，\( \frac{dT}{dx} \) 是温度梯度。
三、计算题1. 一个长为L的长直金属棒，其两端温度分别为T1和T2，金属棒的热导率为k。
求棒中任意位置x处的温度。
根据傅里叶定律，可以列出稳态导热方程：\[ -k\frac{d^2T}{dx^2} = 0 \]，解得：\[ T(x) = Ax + B \]，其中A和B是常数。
根据边界条件 \( T(0) = T1 \) 和 \( T(L) = T2 \)，可以得到：\[ T(x) = T1 + \frac{T2 - T1}{L}x \]2. 一个封闭房间内的空气温度为Ta，房间外的墙面温度为Tw。
传热考试习题及答案
第四章一、填空题1.传热的基本方式有 、 和 三种。
2. 导热系数的物理意义是 ，它的单位是 。
3. 各种物体的导热系数大小顺序为 。
4. 在湍流传热时，热阻主要集中在 ，因此，减薄该层的厚度是强化 的重要途径。
5. 对流传热速率方程的表达式为 ，其中温度差代表 。
6. 在间壁式换热器中，间壁两边流体都变温时，两流体的流动方向有 、 、 和 四种。
7. 对流传热系数的主要影响因素有（1） （2） （3）（4） （5） 。
8. 无相变时流体在圆形直管中作强制湍流传热，在α=0.023λ/diRe 0.8Pr n公式中，n 是为校正 的影响。
当流体被加热时，n 取 ，被冷却时n取 。
9. 某化工厂，用河水在一间壁式换热器内冷凝有机蒸汽，经过一段时间运行后，发现换热器的传热效果明显下降，分析主要原因是。
10. 当管壁及污垢热阻可忽略时，薄管壁求K 公式可简化为：10111αα+=K 此时若10αα<<，则有 。
11. 努塞尔特准数Nu 表示 的准数，其表达式为 ，普兰特准数Pr 表示 的准数，其表达式为 。
12. 蒸汽冷凝有 和 两种方式。
13. 总传热系数的倒数K1代表 ，提高K 值的关键是 。
14. 在卧式管壳式换热器中，用饱和水蒸气加热原油，则原油宜走 程，而总传热系数K接近于 的对流传热系数。
15. 在管壳式换热器中，当两流体的温差超过 时就应该采取热补偿措施。
其基本形式有 、 和 。
16. 写出四种间壁式换热器的名称 、 、 及 。
二、选择题1. 两流体可作严格逆流的换热器是( )A 板翅式换热器B U 型管式列管换热器C 浮头式列管换热器D 套管式换热器2.管壁及污垢热阻可略,对薄管壁来说,当两流体对流体热系数相差悬殊时(如0αα>>i ),为有效提高K 值，关键在于（ ）A 提高i αB 提高0αC 减小垢层热阻D 提高管内流体流量3. 双层平壁定态热传导，两层壁厚面积均相等，各层的导热系数分别为1λ和2λ，其对应的温度差为1t ∆和2t ∆，若1t ∆>2t ∆，则1λ和2λ的关系为（ ）A1λ<2λ B 1λ>2λ C 1λ=2λ D 无法确定4. 空气、水、铁的导热系数分别是λ1、λ2和λ3，其大小顺序是（ ）A λ1>λ2>λ3B λ1<λ2<λ3C λ2>λ3>λ1D λ2<λ3<λ 15. 对流体热速率=系数×推动力，其中推动力是（ ）A 两流体的温度差B 流体与壁面（或反之）间的温度差C 同一流体的温度差D 流体的速度差6. 计算液体无相变时在圆直管内对流传热系数，若可采用公式nr p Nu 8.0Re 023.0=,式中指数n 为（ ）A 0.4B 0.3C 被加热时为0.4，被冷却时为0.3D 被加热时为0.3，被冷却时0.47. 水在无相变时在原址观众强制湍流，对流传热系数i α为1000W/（m 2.℃）若将水的流量增加1倍，而其他条件不变，则i α为（ ）A 2000B 1741C 不变D 5008. 对间壁两侧流体一侧恒温,另一侧变温的传热过程,逆流和并流时m t ∆大小为( )A 逆m t ∆>并m t ∆B 逆m t ∆<并m t ∆C 逆m t ∆=并m t ∆D 无法确定三、判断1. 保温材料应采用导热系数小的材料制作( )2. 管壳式换热器的传热面积既是管子截面积,可按照24i d nS π=来计算( ) 3. 在对流传热时，热阻主要集中在缓冲层（ ）4. 努塞尔特准数的表达式为λαμ=Nu （ ）， 普兰特准数的表达式为 λμp r C P = （ ） 5. 导热系数λ，对流传热系数α及总传热系数K 都是表征物质性能的参数（）6. 对于符合121)11(-+≈ααK 情况来说,若21αα<<时,要提高K 值时则主要用提高1α的值（ ）7. 换热器应采用导热系数大的材料来制造（ ）8. 管壳式换热器设计时，腐蚀性的流体宜走管程（ ），而饱和水蒸气冷凝时宜走壳程（ ）四、简答1. 何谓热对流？它又可分为哪两类？何谓对流传热？2. 管壳式换热器主要由那些部件所构成？它的传热面积如何计算？3. 何谓定态传热？有什么特点？4. 傅立叶定律的表达式如何？简述式中各项含义及单位。
传热部分习题答案
传热部分习题答案1-7 热电偶常用来测量气流温度。
如附图所示，用热电偶来测量管道中高温气流的温度T f,壁管温度f wTT <。
试分析热电偶结点的换热方式。
解：具有管道内流体对节点的对流换热，沿偶丝到节点的导热和管道内壁到节点的热辐射1-21 有一台气体冷却器，气侧表面传热系数1h ＝95W/2，壁面厚δ＝2.5mm ，)./(5.46K m W =λ水侧表面传热系数58002=h W/2。
设传热壁可以看成平壁，试计算各个环节单位面积的热阻及从气到水的总传热系数。
你能否指出，为了强化这一传热过程，应首先从哪一环节着手 解：;010526.0111==h R ;10376.55.460025.052-⨯===λδR ;10724.1580011423-⨯===h R则λδ++=21111h h K ＝)./(2K m W ，应强化气体侧表面传热。
1-22 在上题中，如果气侧结了一层厚为2mm 的灰，)./(116.0K m W =λ;水侧结了一层厚为1mm 的水垢)./(15.1K m W =λ。
其他条件不变。
试问此时的总传热系数为多少解：由题意得5800115.1001.05.460025.0116.0002.0951111123322111++++=++++=h h K λδλδλδ＝)./(2K m W1-32 一玻璃窗，尺寸为60cm cm 30⨯，厚为4mm 。
冬天，室内及室外温度分别为20℃及-20℃，内表面的自然对流换热表面系数为W ，外表面强制对流换热表面系数为50)./(K m W 。
玻璃的导热系数)./(78.0K m W =λ。
试确定通过玻璃的热损失。
解：λδA Ah A h T++∆=Φ2111＝-2 一冷藏室的墙由钢皮矿渣棉及石棉板三层叠合构成，各层的厚度依次为0.794mm.,152mm 及9.5mm ，导热系数分别为45)./(K m W ,0. 07)./(K m W 及)./(K m W 。
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一、填空题1．三层圆筒壁热传导过程中，最外层的导热系数小于第二层的导热系数，两层厚度相同。
在其他条件不变时，若将第二层和第三层的材料互换，则导热量变（），第二层与第三层的界面温度变（）。
答：变小，变小。
2．在垂直冷凝器中，蒸汽在管内冷凝，若降低冷却水的温度，冷却水的流量不变，则冷凝传热系数（），冷凝传热量（）。
答：减小，增加。
冷凝传热系数与温差的-1/4次方成正比，故温差增加，冷凝传热系数减小；冷凝传热量与温差的3/4次方成正比，故温差增加，冷凝传热量增加。
3．在管壳式换热器中，热流体与冷流体进行换热，若将壳程由单程该为双程，则传热温度差（）。
答：下降4．在高温炉外设置隔热档板，挡板材料的黑度越低，则热损失越（）。
答：越小5．黑体的表面温度提高一倍，则黑体的辐射能力提高（）倍。
答：156．沸腾传热设备壁面越粗糙，汽化核心越（），沸腾传热系数α越（）。
答：多，大7．苯在内径为20mm的圆形直管中作湍流流动，对流传热系数为1270W/（m2．℃）。
如果流量和物性不变，改用内径为30mm的圆管，其对流传热系数变为（）W/（m2．℃）。
答：612α=0.023nrP d8.0Re λ=0.023d λnS d W d Pr 4/8.02⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⋅⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡μρπρα∝8.0)21(1⨯-+-d=8.1-dαα'=8.12030-⎪⎭⎫⎝⎛=0.482α'=0.482α=0.482⨯1270=612W/(2m ·℃)8．热油和水在一套管换热器中换热，水由20℃升至75℃。
若冷流体为最小值流体，传热效率为0.65，则油的入口温度为（ ）。
答：104℃ε=2020751--T =0.65 ∴1T =104℃二、选择题1．某一套管换热器，由管间的饱和蒸汽加热管内的空气，设饱和蒸汽温度为100℃，空气进口温度为20℃，出口温度为80℃，则此套管换热器内壁温度应是（ ）。
A 接近空气平均温度B 接近饱和蒸汽和空气的平均温度C 接近饱和蒸汽温度答：C2．测定套管换热器传热管内对流传热系数αi，冷流体走传热管内，热流体走套管环隙，冷热流体均无相变。
冷流体的流量及进、出口温度均可测量, 且测量的精确度基本上相同。
用公式αi =Q/si△ti求αi时，式中的Q用下面（）公式计算。
A Q=WcCp,c(t2-t1)B Q=WhCp,h(T1-T2)C Q=WcCp,c(t2-t1) 和Q=WhCp,h(T1-T2)均可以。
答：A3．在卧式列管换热器中，用常压饱和蒸汽对空气进行加热。
（冷凝液在饱和温度下排出），饱和蒸汽应走（）A 壳程B 管程 C壳程和管程都可以两流体在换热器中必须（）流动。
A 逆流B 并流C 逆流和并流都可以答：A，C4．传热过程中当两侧流体的对流传热系数都较大时，影响传热过程的将是（）。
A 管壁热阻B 污垢热阻C 管内对流传热热阻D 管外对流传热热阻答：B5．下述措施中对提高换热器壳程对流传热系数有效的是（）。
A 设置折流板；B 增大板间距C 换热器采用三角形排列；D 增加管程数答：A，C6．在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（），走壳程的有（）。
A 高压流体；B 蒸汽；C 易结垢的流体；D 腐蚀性流体E 粘度大的流体F 被冷却的流体答：A，C，D；B，E，F7．采用多管程换热器，虽然能提高管内流体的流速，增大其对流传热系数，但同时也导致（）。
A．管内易结垢； B 壳程流体流速过低C 平均温差下降D 管内流动阻力增大答：C，D8．下面关于辐射的说法中正确的是（）。
A 同一温度下，物体的辐射能力相同；B 任何物体的辐射能力和吸收率的比值仅和物体的绝对温度有关；C 角系数的大小与两表面的形状、大小、相互位置及距离有关；D 只要物体与周围环境的温度相同，就不存在辐射和吸收过程 答：B ，C 三、计算题1． 有一列管式换热器，用120℃的饱和水蒸气加热某种气体，冷凝水在饱和温度下排出，气体由20℃升高到80℃，气体在列管内呈湍流流动。
若气体流量增加50%，而气体进入列管换热器的温度、压强不变。
试计算加热蒸汽量为原用量的倍数。
管壁热阻、污垢热阻及热损失可忽略，且气体物性可视为不变。
加热蒸汽温度不变。
解：m c p c t KA t t c W ∆=-)(12, （1）m c p c t A K t t c W '∆'=-')(5.112, （2） 而K K K K i 383.15.1,8.0=='≈α212121212120ln383.180120ln383.1)(5.1t t t t t t K t K t t t t m m '--'--='∆∆=-'- 772='t ℃ 425.160)2077(5.12080)(5.112=-=--'='t t W W h h2． 现有一列管换热器，内有φ25×2.5mm 的钢管300根，管的有效长度为2m 。
要求将8000kg/h 的空气于管程有20℃加热到85℃，采用108℃的饱和蒸汽于壳程冷凝加热之，冷凝液在饱和温度下排出。
蒸汽冷凝的传热系数为1×104w/m 2℃，空气的对流传热系数为9 0w/m 2℃，管壁及两侧污垢热阻均可忽略，且不计热损失。
空气在平均温度下的比热为1kJ/kg ℃。
试求： 1） 换热器的总传热系数K 。
2） 通过计算说明该换热器能否满足要求。
3） 通过计算说明管壁温度接近那一侧流体的温度？ 解：1）总传热系数./(49.712025901101111112400m W d d K i i =+⨯=+=αα℃）2）m t KA Q ∆=需kW t t c W Q c p c 4.144208513600/800012=-⨯⨯=-=）（）（， 4.488510820108ln2085=---=∆m t ℃237.414.4849.71104.144m t K Q A m =⨯⨯=∆=需21.472025.014.3300m dl n A =⨯⨯⨯==π实 需实A A ，该换热器能满足要求。
3)iW W t T T T αα110-=-90/15.5210/11084-=-W W T T 5.107=W T ℃ 接近蒸汽的温度。
3． 有一管程为单程的列管换热器，由φ25×2.5mm ，长2.5m 的20根钢管组成。
用120℃饱和水蒸汽加热某冷液体（冷凝液在饱和温度下排出），该冷液体走管内，进口温度为25℃，比热为1.58kJ/kg ℃，流量为15000kg/h ，管外蒸汽的冷凝传热系数为1.0×104 w/m 2℃。
管内对流传热的热阻为管外蒸汽冷凝传热热阻的6倍。
求：1） 基于管外表面积的总传热系数K 02） 冷液体的出口温度。
（换热器的热损失、管壁及两侧污垢热阻均可忽略不计） 解：1）总传热系数24400/1429100.1/6100.1/11/1/11m W K i =⨯+⨯=+=αα.℃2）211212,120120ln)(t t t t KAt KA t t c W m c p c ---=∆=-2925.35.2025.020m dl n A =⨯⨯==ππ2312025120ln/925.314291058.13600/15000t --⨯=⨯⨯5.792=t ℃4． 有一列管式换热器由φ25×2.5mm ，长3m 的100根钢管组成。
饱和水蒸气将一定量的空气加热。
空气在管内作湍流流动，饱和蒸汽在壳方冷凝为同温度的水。
今因生产任务增大一倍，除用原换热器外，尚需加一台新换热器。
换热器为φ19×2mm 的120 根钢管组成。
如果新旧两台换热器并联使用，且使两台换热器在空气流量、进出口温度及饱和水蒸气温度都相同的条件下操作，求新换热器管长为多少米？解：因两台并联操作的换热器在空气流量，近、出口温度及饱和水蒸气温度都相同的条件下操作，则由m c p c t KS t t c W Q ∆=-=)(12,看，Q 及m t ∆均相同，从而两台换热器的2211S K S K =，关键是要找出12/K K 的关系，才能求出2S ，进一步求出新换热器管长2L 。
因饱和蒸汽与空气换热，空气α≈K ，而空气在管内湍流流动，则8.0Re )1(d∝α，即：2.08.0-∝d u α，又新旧换热器空气流量相等，即21V V =，依据以上关系，找出1u 与2u 的关系，从而可求出12/K K 。
原换热器： 11112,1)(m c p c t S K t t c W Q ∆=-= 新换热器：22212,2)(m c p c t S K t t c W Q ∆=-=因在新、旧换热器中，c W 、1t 、2t 及T 均相同，故2121,m m t t Q Q ∆=∆=，则：2211S K S K =因饱和蒸汽与空气换热，空气α≈K ，而空气在管内湍流流动，则8.0Re )1(d∝α，2.08.0-∝d u α，又新旧换热器空气流量相等，21W W =，即21V V =，则有2222121144u d n u d n ππ=443.1)1925(120100)(22212112===d d n n u u则：416.1)1925(443.1)()(2.08.02.0218.01212===d d u u K K原换热器：2111155.233025.014.3100m L d n S =⨯⨯⨯==π新换热器：212126.16416.155.23m S K K S ===则新换热器管长m d n S L 32.2019.014.31206.16222=⨯⨯==π5． 在一单程列管换热器中，用饱和蒸气加热原料油，温度为160℃的饱和蒸汽在壳程冷凝为同温度的水。
原料油在管程湍流流动，并由20℃加热到106℃。
列管换热器的管长为4m ，内有φ19×2mm 的列管25根。
若换热器的传热负荷为125kw ，蒸汽冷凝传热系数为7000 w/m 2℃，油侧垢层热阻为0.0005m 2℃/w 。
管壁热阻及蒸汽侧垢层热阻可忽略。
试求： 1） 管内油侧对流传热系数2） 油的流速增加一倍，保持饱和蒸汽温度及油入口温度，假设油的物性不变，求油的出口温度。
3） 油的流速增加一倍，保持油进出口温度不变，求饱和蒸汽温度。
解：1）管内油侧对流传热系数kW Q 125=271.44015.014.325m L d n S i i =⨯⨯⨯==π 9010616020160ln 20106ln2112=---=---=∆t T t T t t t m ℃23/(2959071.410125m W t S Q K m i i =⨯⨯=∆=.℃）0011d d R K i Si i i αα++= 197000150005.012951⨯++=i α⋅=2/(360m W i α℃）2、油的出口温度油的流速增加一倍，则：⋅=⨯=='28.08.0/(8.62636022m W i αα℃）0011d d R K i si i i αα++'='700019150005.08.62611⨯++='i K解出：⋅='2/(9.452m W K i ℃） 535.12959.452=='i i K K列热量衡算与传热速率方程式原来：m i i c p c t S K t t c W ∆=-)(12, （1）后来：m i i m i i c p c t S K t S K t t c W '∆='∆'=-'535.1)(212, （2） m m t t t t t t '∆∆=-'-535.1)(2)(1212 2222160140ln2016020160ln )160()20160(t t t t t m'--'='--'---='∆ 则：222160140ln20535.190)20(220106t t t '--'=-'- 733.090535.143160140ln2=⨯='-t082.21601402733.0='-=t e所以8.922='t ℃ 4） 饱和蒸汽温度因1t 及2t 不变，列热量衡算及传热速率方程式如下：原来：m i i c p c t S K t t c W ∆=-)(12,后来：m i i mi i c p c t S K t S K t t c W '∆='∆'=-535.1)(212, m mm t t t '∆='∆∆=535.190535.121 3.117535.1902=⨯='∆m t3.117ln 2112=-'-'-='∆t T t T t t t m3.11710620ln 20106=-'-'-T T5.185='T ℃由计算结果可知，油速增加一倍，使α及K 均提高，且m t ∆也提高。