化工原理传热部分模拟试题及答案

化工原理传热部分模拟试题及答案

一填空

(1) 在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于空气侧的对流传热

系数，而壁温接近于饱和水蒸汽侧流体的温度值。

(2) 热传导的基本定律是傅立叶定厂。间壁换热器中总传热系数K的数值接近于热阻小

(大、小)一侧的：•值。间壁换热器管壁温度t w接近于:値大(大、小)一侧的流体温度。由

多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈小，则该壁面的热阻愈大(大、小)，其两侧的温差愈大(大、小)。

(3) 由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈大，则该壁面的热阻愈

小_，其两侧的温差愈小。

(4) 在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在滞离层内(或热边界层内) ________ ，减少热阻的最有效措施是提高流体湍动程度。

(5) 消除列管式换热器温差应力常用的方法有三种，即在壳体上加膨胀节、采用浮头式或U管式结构；翅片管换热器安装翅片的目的是增加面积，增强流体的湍动程

度以提高传热系数。

⑹厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知b i>b2>b3，导热系数

在稳定传热过程中，各层的热阻R > R 2 > R 3,各层导热速率Q = Q 2 = Q 3。

(7) 物体辐射能力的大小与黑度成正比，还与温度的四次方成正比。

(8) 写出三种循环型蒸发器的名称中央循环管式、悬筐式、外加热式。

(9) 在大容积沸腾时液体沸腾曲线包括自然对流、泡核沸腾和膜状沸腾三个阶段。实际操作应控制在泡核沸腾。在这一阶段内，传热系数随着温度差的增

加而增加。

(10) 传热的基本方式有传导、对流和辐射三种。热传导的基本定律是一傅立叶定律-

a

其表达式为___dQ= - ds 一 ___。

cn

(11) 水在管内作湍流流动，若使流速提高到原来的2倍，则其对流传热系数约为原来的

1.74 倍；管径改为原来的1/2而流量相同，则其对流传热系数约为原来的 3.48倍。(设条件改变后仍在湍流范围)

(12) 导热系数的单位为W/ ( m「C) _____ ，对流传热系数的单位为W/ ( m「C) ，总传热系数的单位为w/ ( m・C)___________ 。

二、选择

1已知当温度为T时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度—D—耐火砖

的黑度。

A 大于

B 等于C不能确定 D 小于

2某一套管换热器，管间用饱和水蒸气加热管内空气(空气在管内作湍流流动)，使空气温

度由20C升至80C，现需空气流量增加为原来的2倍，若要保持空气进出口温度不变，则

此时的传热温差应为原来的A倍。

A 1.149

B 1.74

C 2

D 不定

3 一定流量的液体在一25 x 2.5mm的直管内作湍流流动，其对流传热系数:i=1000W/m i - C；如流量与物性都不变，改用一19x 2mm的直管，则其：•将变为 D 。

A 1259

B 1496

C 1585

D 1678

4对流传热系数关联式中普兰特准数是表示_C ____ 的准数。

A对流传热B 流动状态 C 物性影响 D 自然对流影响

3'。

) o (T -T o )

q o

2 一卧式列管冷凝器，钢质换热管长为

3m 直径为©25x 2mm 水以0.7m/s 的流速在管内

流过，并从17C 被加热到37C 。流量为1.25kg/s 、温度为72C 烃的饱和蒸气在管外冷凝成 同温度的液体。烃蒸气的冷凝潜热为 315kJ/kg 。已测得：蒸气冷凝传热系数:0=800W/(m 2

-°C ), 管内侧热阻为

外侧的 40%污垢热阻又为管内侧热阻的 的传热面积(外表面为基准)；(2)换热管的总根数； 管壁热阻及热损失，水的比热为

4.18kJ/(kg -C )]

解： (1)换热器每程提供的传热面积(外表面为基准)

由题意知，水以 0.7m/s 的流速在管内流过，欲求

5在蒸气一空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中的— B —在工程上可行。

A 提高蒸气流速

B 提高空气流速

C 采用过热蒸气以提高蒸气温度

D 在蒸气一

侧管壁加装翅片，增加冷凝面积

6在两灰体间进行辐射传热，两灰体的温度差为 50C ，现因某种原因，两者的温度各升高

100C ，则此时的辐射传热量与原来的辐射传热量相比，应该—

A 减小

B 增大

C 不变

7在单效蒸发器中，将某水溶液从 14%连续浓缩至30% , 度为96.2C,有效传热温差为 11.2C,二次蒸气的温度为 D C 。 11.2

原料液沸点进料，加热蒸汽的温

75.4 C,则溶液的沸点升高为 B 20.8 A

8为蒸发某种粘度随浓度和温度变化较大的溶液，应采用— A 并流加料 、计算

B 逆流加料

C 85

C 平流加料

9.6 B —流程。

D 双效三体并流加料

1试推导出表示具有内部热源的实心球体的温度分布公式。 已知：R o ______ 球体半径，m ； T o

球体表面的恒定温度，C ； q o

3

每单位球体体积在单位时间内所产生热量，

J/(m h)；

球体材料的导热系数， J /(m h C)。

解:

球体积

V 二r 3,

球表面积

3

根据傅立叶热传导公式:

4 r 3

3

q o

「A 生一o 4十史

dr

dr

所以

rdr

St q o

积分上式得:

r

rdr

- 3 ^"o T o

-—T dt q 。

1(R o 2

2

-r

70%试核算：(1 )换热器每程提供

(3)换热器的管程数。[计算时可忽略 ,S ；

S,需先知道每程的管子数，每程的