热交换器计算题

板式换热器换热量的计算

板式换热器例题1、换热器换热量的计算w t Gc Q 1046750)2065(4187360020000=-⨯⨯=∆= 2、外网进入热水供应用户的水流量s kg t c Q G /10)7095(418710467500=-=∆= 3、加热水的流通断面积换热器内水的流速取0.1～0.5m/s 。

加热水的平均温度为（95＋70）/2＝82.5℃，该温度下水的密度为970.2kg/m 3。

200206.02.9705.010m w G f r r r =⨯==ρ 4、被加热水的流通断面积换热器内水的流速取0.1～0.5m/s 。

被加热水的平均温度为（65＋20）/2＝42.5℃，该温度下水的密度为991.2kg/m 3。

201868.02.9913.0360020000m w G f l l l =⨯⨯==ρ 5、选型初选BR12型板式换热器，单片换热面积为0.12m 2/片，单通道流通断面积为0.72×10－3。

6、实际流速加热水流道数为281072.00206.03=⨯==-d r r f f n 被加热水流道数为261072.001868.03=⨯==-d l l f f n 取流道数为28。

加热水实际流速s m f n G w r d r r /5.02.9701072.0281030=⨯⨯⨯==-ρ 被加热水实际流速s m f n Gw l d l l /28.02.9911072.02856.53=⨯⨯⨯==-ρ 7、传热系数查图知传热系数为3600w/m 2.K 。

8、传热温差()()()()℃396595207065952070)()()()(11221122=-----=-----=∆In t t In t t t p ττττ 9、传热面积246.73936001046750m t K Q F p =⨯=∆= 10、需要的片数6212.046.7===d F F N 11、实际片数考虑一个富裕量。

热交换器计算示例-精

《热交换器计算示例》2.6 管壳式热交换器[例2.2] 试对固定管板的管壳式煤油冷却器进行传热计算、结构计算和阻力计算。

在该热交换器中，要求将14 t/h的T-1煤油由140 ℃冷却到40 ℃，冷却水的进、出口水温为30 ℃和40 ℃，煤油的工作表压力为0.1 MPa，水的工作表压力为0.3 MPa。

[解]由已知条件，选用两台〈1－2〉型管壳式热交换器串联工作，水的结垢性强，工作压力也较高，故使其在管程流动，而煤油的温度、压力均不高，且较洁净，在壳程流动也是合适的，计算过程和结果列于表2.11中。

表2.11 例2.2计算表格3.1 螺旋板式热交换器[例3.1] 试设计一台螺旋板式热交换器，将质量流量3 000kg/h的煤油从t′1= 140℃冷却到t″1=40℃。

冷却水入口温度t′2=30 ℃，冷却水量为M2=15 m3/h。

[解]①煤油的热物性参数值煤油平均温度按卡路里温度计算，即t1m＝t″1＋F c (t′1－t″1)＝40＋0.3(140－40)＝70℃。

查得煤油在70℃时物性参数值：黏度μ1＝10.0×10－4kg/(m·s)，导热系数λ1＝0.14 W/(m·℃)，比热c p1＝2.22×103J/(kg·℃)，密度ρ1＝825 kg/m3。

②传热量QQ＝M1 c p1 (t′1－t″1)＝3 000×2.22×103×(140－40)＝666 000×103J/h③冷却水出口温度t″2由Q＝M2 c p2 (t″2－t′2)，得t″2＝QM2c p2＋t′2＝666 000×10315×994×4.18×103＋30＝40.6℃④冷却水的热物性参数值冷却水的平均温度t2m＝t′2＋t″22＝35.3℃，冷却水在该温度下的热物性参数值为：黏度μ2＝7.22×10－4kg/(m·s)，导热系数λ2＝0.627 W/(m·℃)，比热c p2＝4.18×103J/(kg·℃)，密度ρ2＝994 kg/m3。

1 热交换器的热基本计算

Q-热负荷，W; M1,M2- 分别为热流体与冷流体的质量流量，kg/s； h1，h2-分别为冷热流体的焓，J/kg； 1代表热流体，2代表冷流体；
代表流体的进口状态，代表流体的出口状态。
热计算基本方程式
热平衡方程式
Q M1 h1 h1 M 2 h2 h2
当流体无相变时，热负荷也可用下式表示：
为修正系数
其它流动方式时的平均温差
tm tlm,c
若令
t2 t2 冷流体的加热度 P t2 两流体的进口温差 t1 t1 热流体的冷却度 t1 R t2 冷流体的加热度 t2
P的数值代表了冷流体的实际吸热量与最大可能的吸热量的比率，称为温度效率，恒小于1。 R是冷流体的热容量与热流体的热容量之比，可以大于1、等于1或小于1。
t t e
μkA
t x t e
-μ kAx
t ln μ kA t
t t t t tm ( 1) t t t ln ln t t
由于式中出现了对数，故常把tm称为对数平均温差。
d dt1 qm1c1 d dt2 qm 2c2
由于qm1c1和qm2c2 不变，则d↓ ， dt1、dt2↓
故沿着流体流动方向，冷热流体温度变化渐趋平缓，温度分布曲线形状的凹向不可能反向。
逆流情况下的平均温差
逆流换热器中冷、热流体温度的沿程变化如下图。
d k[t1 ( x) t2 ( x)]dA kt ( x)dA
d[t ( x)] k t ( x)dAx
顺流情况下的平均温差
1 1 d[t ( x)] dt1 ( x) dt2 ( x) qm1c1 qm2c2 d d

换热器设计题

（二）初步选定换热器型号查阅标准： JB/T 4714 浮头式换热器 JB/T 4715 固定管板式换热器 JB/T 4717 U形管式换热器
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（二）初步选定换热器型号查附录：选浮头式换热器FB-600-86.9-2.5-Ⅳ 折流挡板间距300 mm 根据附录主要参数表: 该换热器公称直径600 mm 传热面积86.9 m2 承受压力为2.5 MPa 四管程总管数188根每程管数为47根来自（一）估算传热面积A估
∆t m = 62 × 0.91＝56.4°C
查资料初估
K = 250W m ⋅ K
2
Q 1076000 A估 = = = 76.3 m2 K∆t m 250 × 56.4
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原油的物性：
K = 250W m ⋅ K
2
ρ2 = 815kg m cp = 2.2 kJ kg ⋅ K
3
2
µ2 = 300×10−5 Pa⋅ s λ2 = 0.128 W m⋅ K
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解：（一）估算传热面积A估
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（二）初步选定换热器型号计算单程管数和管长 Vs=34000/(715 × 3600) ＝n × 1.0 × π/4 × 0.022 n=42
A=nπdoL＝42 π ×0.025 × L=76.3 m2 L=23.1 m 选择6m长的换热管，需要4管程，一台换热器的总管数需要168根

冷板热交换计算

冷板热交换计算
冷板热交换器是一种用于控制流体温度的设备，通常用于工业生产中的加热、冷却和恒温控制等方面。

其工作原理是通过在冷板表面与流体之间进行热量交换来控制流体的温度。

冷板热交换器的计算涉及到多个因素，包括流体的流量、温度、粘度、热导率、冷板表面积和材料等。

以下是冷板热交换器的一些基本计算公式：
1. 热交换量：Q = m * c * ΔT，其中m为流体的质量流量，c为流体的比热容，ΔT为流体的温度差。

2. 冷板表面积：A = Q / (k * ΔT)，其中k为冷板表面传热系数。

3. 热阻：R = 热导率* 厚度/ 面积，其中热导率为材料的热导率，厚度为冷板的厚度，面积为冷板表面积。

需要注意的是，在实际计算中，还需要考虑流体的压力、温度和流量等因素对热交换效率的影响，以及冷板表面的清洁和维护等问题。

因此，在进行冷板热交换器的计算和设计时，应根据实际情况选择合适的计算方法和参数，并进行详细的分析和测试，以确保热交换器的性能和稳定性。

换热器复习题

一、选择题1、高压容器的设计压力范围P为：（）（a）P≥10 MPa (b) 1.6≤P＜10 MPa (c) 10≤P＜100 MPa (d) P≥1002、容器标准化的基本参数有：（）(a)压力Pa (b) 公称直径DN (c) 内径 (d) 外径3、为了防止管子与管板连接处产生不同程度的泄漏，应采用哪一种管板：（）（a）平管板 (b) 薄管板 (c)椭圆管板 (d) 双管板4、下列哪一种换热器在温差较大时可能需要设置温差补偿装置？（）(a)填料函式换热器 (b)浮头式换热器（c）固定管板式换热器5、管壳式换热器属于下列哪种类型的换热器？（）（a）混合式换热器 (b)间壁式换热器 (c)蓄热式换热器 (d)板面式换热器6、U形管换热器的公称长度是指：（）(a) U形管的抻开长度 (b)U形管的直管段长度 (c)壳体的长度 (d)换热器的总长度7、换热管规格的书写方法为（）（a）内径×壁厚 (b) 外径×壁厚 (c) 内径×壁厚×长 (d) 外径×壁厚×长8、有某型号为：2.5980020041.625BEM I----的换热器，其中的200为（）（a）公称换热面积 (b)换热器的公称长度 (c)换热器公称直径 (d) 管程压力为1000Kg/m29、折流板间距应根据壳程介质的流量、粘度确定。

中间的折流板则尽量等距布置，一般最小间距不小于圆筒内直径的（）。

(a) 三分之一 (b) 四分之一 (c) 五分之一 (d) 六分之一10、冷热两流体的对流给热系数h相差较大时，提高总传热系数K值的措施是( )(a)提高小的h值； (b) 提高大的h值；(c)两个都同等程度提高；(d) 提高大的h值，同时降低小的h值。

11、顺流式换热器的热流体进出口温度分别为100℃和70℃，冷流体进出口温度分别为20℃和40℃，则其对数平均温差等于（）A．60.98℃B．50.98℃C．44.98℃D．40.98℃12、高温换热器采用下述哪种布置方式更安全？（）A．逆流B．顺流和逆流均可C．无法确定D．顺流13、为了达到降低壁温的目的，肋片应装在（）A．热流体一侧B．换热系数较大一侧C．冷流体一侧D．换热系数较小一侧14、有折流挡板存在时，壳程流体的流动方向不断改变， Re=（），即可达到湍流。

换热器计算思考题及参考答案

换热器思考题1. 什么叫顺流？什么叫逆流（P3）？2.热交换器设计计算的主要内容有那些（P6）？换热器设计计算包括以下四个方面的内容：热负荷计算、结构计算、流动阻力计算、强度计算。

热负荷计算：根据具体条件，如换热器类型、流体出口温度、流体压力降、流体物性、流体相变情况，计算出传热系数及所需换热面积结构计算：根据换热器传热面积，计算热交换器主要部件的尺寸，如对管壳式换热器，确定其直径、长度、传热管的根数、壳体直径，隔板数及位置等。

流动阻力计算：确定流体压降是否在限定的范围内，如果超出允许的数值，必须更改换热器的某些尺寸或流体流速，目的为选择泵或风机提供依据。

强度计算：确定换热器各部件，尤其是受压部件(如壳体)的压力大小，检查其强度是否在允许的范围内。

对高温高压换热器更应重视。

尽量采用标准件和标准材料。

3. 传热基本公式中各量的物理意义是什么（P7）？4. 流体在热交换器内流动，以平行流为例分析其温度变化特征（P9）？5. 热交换器中流体在有横向混合、无横向混合、一次错流时的简化表示（P20）？一次交叉流，两种流体各自不混合一次交叉流，一种流体混合、另一种流体不混合一次交叉流，两种流体均不混合6. 在换热器热计算中, 平均温差法和传热单元法各有什么特点（P25、26）?什么是温度交叉，它有什么危害，如何避免（P38、76）？7．管壳式换热器的主要部件分类与代号（P42）？8．管壳式换热器中的折流板的作用是什么，折流板的间距过大或过小有什么不利之处（P49～50）？换热器安装折流挡板是为了提高壳程对流传热系数，为了获得良好的效果，折流挡板的尺寸和间距必须适当。

对常用的圆缺形挡板，弓形切口过大或过小，都会产生流动“死区”，均不利于传热。

一般弓形缺口高度与壳体内径之比为0.15～0.45，常采用0.20和0.25两种。

挡板的间距过大，就不能保证流体垂直流过管束，使流速减小，管外对流传热系数下降；间距过小不便于检修，流动阻力也大。

数值传热学习题答案

数值传热学习题答案数值传热学习题答案数值传热学是热力学的一个重要分支，主要研究热量在物质中传递的机理和规律。

在实际工程中，我们经常会遇到各种与传热有关的问题，通过数值计算可以得到准确的答案。

下面我将为大家提供一些数值传热学习题的答案，希望能够帮助大家更好地理解和应用这门学科。

1. 一个铝制热交换器的表面积为10平方米，其表面温度为100摄氏度，环境温度为20摄氏度。

已知铝的导热系数为200 W/(m·K)，求热交换器的传热速率。

答：根据传热定律，传热速率与传热面积、传热系数和温度差之间成正比。

传热速率 = 传热系数× 传热面积× 温度差。

将已知数据代入公式中，可得传热速率= 200 × 10 × (100 - 20) = 160,000 W。

2. 一个房间的尺寸为5米× 5米× 3米，墙壁和天花板的厚度为0.2米，墙壁和天花板的导热系数为0.5 W/(m·K)，室内温度为25摄氏度，室外温度为10摄氏度。

求房间的传热损失。

答：房间的传热损失可以通过计算墙壁和天花板的传热速率来得到。

墙壁和天花板的传热速率 = 传热系数× 传热面积× 温度差。

墙壁和天花板的传热面积 = 2 × (5 × 5) + 2 × (5 × 3) = 70平方米。

将已知数据代入公式中，可得墙壁和天花板的传热速率= 0.5 × 70 × (25 - 10) = 525 W。

因此，房间的传热损失为525瓦特。

3. 一个水箱的体积为1立方米，初始温度为20摄氏度，水的密度为1000千克/立方米，比热容为4186 J/(千克·摄氏度)，水箱的表面积为2平方米，表面温度为100摄氏度。

已知水的传热系数为0.6 W/(m^2·K)，求水箱内水的温度随时间的变化。

管壳式热交换器计算

列管式换热器的设计计算列管式（管壳式）换热器的设计计算1．流体流径的选择哪一种流体流经换热器的管程，哪一种流体流经壳程，下列各点可供选择时参考(以固定管板式换热器为例)(1) 不洁净和易结垢的流体宜走管内，以便于清洗管子。

(2) 腐蚀性的流体宜走管内，以免壳体和管子同时受腐蚀，而且管子也便于清洗和检修。

(3) 压强高的流体宜走管内，以免壳体受压。

(4) 饱和蒸气宜走管间，以便于及时排除冷凝液，且蒸气较洁净，冷凝传热系数与流速关系不大。

(5) 被冷却的流体宜走管间，可利用外壳向外的散热作用，以增强冷却效果。

(6) 需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管内，因管程流通面积常小于壳程，且可采用多管程以增大流速。

(7) 粘度大的液体或流量较小的流体，宜走管间，因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低Re(Re>100)下即可达到湍流，以提高对流传热系数。

在选择流体流径时，上述各点常不能同时兼顾，应视具体情况抓住主要矛盾，例如首先考虑流体的压强、防腐蚀及清洗等要求，然后再校核对流传热系数和压强降，以便作出较恰当的选择。

2. 流体流速的选择增加流体在换热器中的流速，将加大对流传热系数，减少污垢在管子表面上沉积的可能性，即降低了污垢热阻，使总传热系数增大，从而可减小换热器的传热面积。

但是流速增加，又使流体阻力增大，动力消耗就增多。

所以适宜的流速要通过经济衡算才能定出。

此外，在选择流速时，还需考虑结构上的要求。

例如，选择高的流速，使管子的数目减少，对一定的传热面积，不得不采用较长的管子或增加程数。

管子太长不易清洗，且一般管长都有一定的标准；单程变为多程使平均温度差下降。

这些也是选择流速时应予考虑的问题。

3. 流体两端温度的确定若换热器中冷、热流体的温度都由工艺条件所规定，就不存在确定流体两端温度的问题。

若其中一个流体仅已知进口温度，则出口温度应由设计者来确定。

例如用冷水冷却某热流体，冷水的进口温度可以根据当地的气温条件作出估计，而换热器出口的冷水温度，便需要根据经济衡算来决定。

期末考试过程控制计算题

解.$ = 55^100 100%0.44%计算及问答题1 .某换热器温度控制系统(设定值为100C),在阶跃扰动作用下的过渡过程曲线如图所示。

分别求出衰减比、最大偏差、余差、过渡时间和振荡周期(按土3%稳态值来确定过渡时间)。

温度c余差 C= y ( 8)— y( 0 ) =105 — 100=5过渡时间ts=27min,(计算稳态值的土 3%,即102或108,用尺子量后估算出时间) 振荡周期，时间作衰减振荡，所以振荡周期 T=20 — 8=12min,(两个波峰的时间差)2.已知某被控过程的数学模型为U (s) KE(s) Ts 1应用前向差分法，求关于 u(k)和e(k)的差分方程。

参考计算控制课本 p129解：U(s)?(Ts 1) K ?E(s)1B21(130 105)解：衰减比 W =1B11(110 105)0.8最大偏差A,即超调量b y(二：)100% ^5100% 23.8%Ts?U(s) U(s) K?E(s)du(t)1dtu(t) Ke(t)设采样周期为 du(t)TS ，代入 dtu(k 1) u(k)T ST S(u(k 1) u(k)) u(k) Ke(k)u(k) hw u(k 1)T S T S TKe(k)3. 一台仪表的测温范围为 100〜550C,绝对误差的最大值为 2C,求这台仪表的相对误差。

: (1) 求出仪表最大绝对误差值； (2) 确定仪表的允许误差及精确度等级； (3)仪表经过一段时间使用后，重新校验时，仪表最大绝对误差为土 8C,问该仪表是否还符合出厂时的精确度等级。

解：(1)最大绝对误差值为 6。

(2)仪表精度八矗100%伐％佰％所以允许误差为土 1.5%，仪表精度等级为1.5级。

(3)使用一段时间后的精度为a 所以不符合出厂时的精确度等级。

5. 如下图所示液位控制系统中，被控变量、(2)操纵变量、(3)主要扰动、(4)输入信号、此题需特别注意！！解：被控过程物料的输入量时水的流量Q1，输出量是水的流量 Q 2； (1) 被控变量是液位 H;(2) 操纵变量是流量 Q2;(开关在这里，控制排水量，而不是入水量) (3) 主要扰动是流量Q1; 6.图所示液位过程的输入量为 q 〔，流出量为q 2、q 3,液位h 为被控参数，C 为容量系数,设R 〔、R 2、R 3为线性液阻，求： (1) 列出液位过程的微分方程组； (2) 画出液位过程的框图； (3)求液位过程的传递函数 W 0(s)=H (s)/Q 1(s)100% 1.6% 1.5%被控过程物料的输入量和输出量是什么？控制系统的 (1)(5)输出信号各是什么？⑶做拉氏变换7.用动态特性参数法整定单回路控制系统调节器参数时，测得过程的T= 8s, T=80s,自平衡率p= 1,当调节器分别采用 P 、PI 、PID 控制规律时，求0.75,调节器整定的参数解：由于T 10 0.1 ,故应用表中〒0.2时的公式计算。

★传热计算

三．传热计算定态传热1、设计型：求传热面积S2、操作型：换热调节及换热器校核已知：S （n ，d ，L ），物性（C P ，ρ，μ，λ），污垢热阻R SI ，R S0，流量（W h ，W C ），冷热流体的进出口温度。

求：当某侧流体的流量或某一进（出）口温度变化，或换热器清洗后，或流动方式改变或两换热器的组合方式改变时，其它参数如何变化？第一类：求两个温度第二类：求物流量或某一温度例如：冷流体的流量变化不仅会引起热负荷变化，还会引起传热速率式中传热系数和传热推动力的变化，以达到新情况下热负荷与传热速率的平衡。

两种极端情况：逆流A α冷>>α热，冷流体流量增大，K 值基本上不变。

B 原先的t 2-t 1很小，即使WC 增大，Δt m 变化亦很小。

传热速率方程式线性化热量衡算式t 2=t 1+R h （T 1-T 2）————b由a ，b 两式联合求解可得出口温度T 2，t 2。

（第一类）对于第二类，由于a 式右侧包括待求未知数，乃非线性方程，需试差求解。

3、传热单元数 ——热效率法将a 式左侧分子分母处理后得：热效率逆流 ()()()1221122121ln t T t T t t T T KS T T C W Ph h -----=-()()[]a R NTU t T t T R NTU C W C W C W KS t T t T h h h h PC C Ph h Ph h -----=---=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=--1exp 11ln 12211221()[]h h hh h R NTU R -=--1ex p 11εε11121121,t T t t t T T T c h --=--=εε当 R=1时，T 1-t 2=T 2-t 1并流当R=1时，一侧相变时4、非定态传热待求函数一般为累计传热量Q 或物料温度T 与时间的关系。

仍使用传热衡算式和传热速率式。

5、辐射传热黑体、白体、透热体和灰体斯蒂芬波尔斯曼定律角系数测温误差的来源？如何减小测温误差？如何减小辐射散热？典型例题★冷凝冷却器有一逆流操作的热交换器，用15℃的水冷却过热氨蒸汽，氨气温度为 95℃，流率为 200kg/h ，氨气在热交换器中冷却。

换热器原理与设计期末复习题重点·

第一章1.填空：1．按传递热量的方式，换热器可以分为间壁式, 混合式, 蓄热式2. 对于沉浸式换热器，传热系数低，体积大，金属耗量大。

3. 相比较沉浸式换热器和喷淋式换热器，沉浸式换热器传热系数较低，喷淋式换热器冷却水过少时，冷却器下部不能被润湿.4.在沉浸式换热器、喷淋式换热器和套管式换热器中，套管式换热器中适用于高温高压流体的传热。

5.换热器设计计算内容主要包括热计算、结构计算流动阻力计算和强度计算6.按温度状况来分，稳定工况的和非稳定工况的换热器7.对于套管式换热器和管壳式换热器来说，套管式换热器金属耗量多，体积大，占地面积大，多用于传热面积不大的换热器。

2.简答：1.说出以下任意五个换热器，并说明换热器两侧的工质及换热方式答：如上图，热力发电厂各设备名称如下：1．锅炉(蒸发器) *； 2．过热器*； 3．省煤器* 4．空气预热器*； 5．引风机； 6．烟囱； 7．送风机； 8．油箱 9．油泵 1 0．油加热器*； 11．气轮机； 12．冷凝器*； 13．循环水冷却培* 14．循环水泵； 15．凝结水泵；16．低压加热器*； 17．除氧(加热)器*；18．给水泵 19．高压加热器·柱!凡有·者均为换热器2．比较沉浸式换热器、喷淋式换热器、套管式换热器和管壳式换热器的优缺点答：⑴沉浸式换热器缺点：自然对流，传热系数低，体积大，金属耗量大。

优点：结构简单，制作、修理方便，容易清洗，可用于有腐蚀性流体⑵喷淋式换热器：优点：结构简单，易于制造和检修。

换热系数和传热系数比沉浸式换热器要大，可以用来冷却腐蚀性流体缺点：冷却水过少时，冷却器下部不能被润湿，金属耗量大，但比沉浸式要小⑶套管式换热器：优点：结构简单，适用于高温高压流体的传热。

特别是小流量流体的传热，改变套管的根数，可以方便增减热负荷。

方便清除污垢，适用于易生污垢的流体。

缺点：流动阻力大，金属耗量多，体积大，占地面积大，多用于传热面积不大的换热器。

换热器基本知识与设计(答案解析)

GDOU-B-11-302班级：姓名：学号：试题共4页加白纸3张10. 在廷克流动模型中ABCDE5股流体中，真正横向流过管束的流路为B股流体,设置旁路挡板可以改善C股流体对传热的不利影响。

二．选择题（20分。

每空2分）1.管外横向冲刷换热所遵循侧传热准则数为(C )A. 努赛尔准则数B. 普朗特准则数C. 柯尔本传热因子D. 格拉肖夫数2.以下哪种翅片为三维翅片管( C )A. 锯齿形翅片B. 百叶窗翅片C. C管翅片D. 缩放管3.以下换热器中的比表面积最小( A )A．大管径换热器B．小管径换热器C．微通道换热器 D. 板式换热器4. 对于板式换热器，如何减小换热器的阻力(C )A．增加流程数B．采用串联方式C．减小流程数 D. 减小流道数。

5.对于板翅式换热器，下列哪种说法是正确的( C )A．翅片高度越高，翅片效率越高B．翅片厚度越小，翅片效率越高C．可用于多种流体换热。

D. 换热面积没有得到有效增加。

6.对于场协同理论，当速度梯度和温度梯度夹角为( A )，强化传热效果最好。

A．0度B．45度 C.90度 D. 120度7. 对于大温差加热流体(A )A．对于液体，粘度减小B．对于气体，粘度减小C．对于液体，传热系数减小 D. 对于气体，传热系数增大8. 对于下列管壳式换热器，哪种换热器不能进行温差应力补偿( B ) A．浮头式换热器B．固定管板式换热器C．U型管换热器 D. 填料函式换热器。

9. 对于下列管束排列方式，换热系数最大的排列方式为( A ) A．正三角形排列B．转置三角形排列C．正方形排列 D. 转正正方形排列。

10. 换热器内流体温度高于1000℃时，应采用以下何种换热器(A )A ．辐射式换热器B ．强制对流式换热器C ．自然对流式换热器 D. 复合式换热器。

三．名词解释(15分，每题5分) 1.布管限定圆(5分)热交换器的管束外缘受壳体内径的限制，因此在设计时要将管束外缘置于布管限定圆之内，布管限定圆直径Dl 大小为浮头式：固定板或U 型管式2.卡路里温度(5分)对于油类或其他高粘度流体，对于加热或冷却过程中粘度发生很大变化，若采用流体进出口温度的算术平均温度作为定性温度，往往会使换热系数的数值有很大误差，虽然可以分段计算，但是工作量较大，工业上常采用卡路里温度作为定性温度。

板式换热器计算

根据公式q = k·f·△TM，F = Q / K ．ΔtmQ-热流（W）ΔTM-对数平均温差（℃）F-传热面积（m * m）板式或波纹式应根据换热场合的实际需要确定。

对于大流量，允许压降较小的情况，应选择阻力小的板型，否则应选择阻力大的板型。

根据流体压力和温度，确定可移动类型或钎焊类型的选择。

为了避免过多的板，板之间的低速度和低的热传递系数，对于较大的热交换器，必须更加注意这个问题。

计算方法和公式（1）求热负荷QQ = G．ρ．CP．Δt（2）求出冷热流体的进出口温度t2 = t1 + Q / G。

（3）冷热流体流量G = Q /ρ．CP。

（t2-t1）（4）计算平均温差ΔTMΔTM =（T1-T2）-（t2-t1）/ in（T1-T2）/（t2-t1）或ΔTM =（T1-T2）+（t2-t1）/ 2（5）选择板子类型如果选择了所有板类型，将对结果进行分析。

（6）从K值的范围计算板数Nmin，nmax的范围Nmin = Q / Kmax ．Δtm ．F P ．βNmax = Q / Kmin ．Δtm ．F P ．β传热系数和压降的计算是根据不同制造商的产品性能曲线得出的。

性能曲线（标准相关性）通常来自产品性能测试。

对于缺乏性能测试的板形，还可以通过参考尺寸方法根据板形的特征几何尺寸，通过一些国际通用软件采用来获得准则相关性。

扩展数据：原理：可拆卸的板式换热器由许多波纹状的薄板组成，这些薄板由垫片以一定的间隔密封，并由框架和压缩螺钉重叠并压缩。

板和垫圈的四个角孔形成了流体的分配管和收集管。

同时，冷，热流体被合理地分离以在每个板的两侧的流动通道中流动，并且通过板进行热交换。

板式换热器的最佳设计和计算是在已知温差比NTUE的条件下合理确定其型号，工艺流量和传热面积，使ntup等于NTUE。

板式换热器已广泛应用于冶金，矿山，石油，化工，电力，医药，食品，化纤，造纸，轻纺，船舶，供热等部门。

换热器原理与设计(答案)

广东海洋大学 2013年清考试题《换热器原理与设计》课程试题课程号： 1420017√ 考试□ A 卷□ 闭卷□ 考查□ B 卷√ 考试一．填空题（10分。

每空1分）1．相比较沉浸式换热器和喷淋式换热器，沉浸式换热器传热系数较低。

2．对于套管式换热器和管壳式换热器来说，套管式换热器金属耗量多，体积大，占地面积大，多用于传热面积不大的换热器。

3．在采用先逆流后顺流<1-2>型热效方式热交换器时，要特别注意温度交叉问题，避免的方法是增加管外程数和两台单壳程换热器串联。

4．在流程的选择上，腐蚀性流体宜走管程，流量小或粘度大的流体宜走壳程，因折流档板的作用可使在低雷诺数(Re ＞100)下即可达到湍流。

5．采用短管换热，由于有入口效应，边界层变薄，换热得到强化。

6. 相对于螺旋槽管和光管，螺旋槽管的换热系数高.7. 根据冷凝传热的原理，层流时，相对于横管和竖管，横管传热系数较高。

8.减小管子的支撑跨距能增加管子固有频率，在弓形折流板缺口处不排管，将减小管子的支撑跨距9. 热交换器单位体积中所含的传热面积的大小大于等于700m 2/m 3，为紧凑式换热器。

10. 在廷克流动模型中ABCDE5股流体中，真正横向流过管束的流路为B 股流体,设置旁路挡板可以改善C 股流体对传热的不利GDOU-B-11-302班级：姓名：学号：试题共4 页加白纸3张密封线影响。

二．选择题（20分。

每空2分）1.管外横向冲刷换热所遵循侧传热准则数为(C )A. 努赛尔准则数B. 普朗特准则数C. 柯尔本传热因子D. 格拉肖夫数2.以下哪种翅片为三维翅片管( C )A. 锯齿形翅片B. 百叶窗翅片C. C管翅片D. 缩放管3.以下换热器中的比表面积最小( A )A．大管径换热器B．小管径换热器C．微通道换热器 D. 板式换热器4. 对于板式换热器，如何减小换热器的阻力(C )A．增加流程数B．采用串联方式C．减小流程数 D. 减小流道数。

热交换器原理与设计_题库_考点整理_史美中

热交换器原理与设计题型：填空20％名词解释（包含换热器型号表示法）20％简答10％计算（4题）50％0 绪论➢热交换器：将某种流体的热量以一定的传热方式传递给他种流体的设备。

(2013-2014学年第二学期考题[名词解释])➢热交换器的分类：按照热流体与冷流体的流动方向分为：顺流式、逆流式、错流式、混流式➢按照传热量的方法来分：间壁式、混合式、蓄热式。

(2013-2014学年第二学期考题[填空])1 热交换器计算的基本原理（计算题）➢热容量（W＝Mc）：表示流体的温度每改变1℃时所需的热量➢温度效率（P）：冷流体的实际吸热量与最大可能的吸热量的比率(2013-2014学年第二学期考题[名词解释])➢传热有效度（ε）：实际传热量Q与最大可能传热量Q max之比2 管壳式热交换器➢管程：流体从管内空间流过的流径。

壳程：流体从管外空间流过的流径。

➢<1-2>型换热器：壳程数为1，管程数为2➢卧式和立式管壳式换热器型号表示法（P43）(2013-2014学年第二学期考题[名词解释])记：前端管箱型式:A——平盖管箱B——封头管箱壳体型式:E——单程壳体 F——具有纵向隔板的双程壳体 H——双分流后盖结构型式:P——填料函式浮头 S——钩圈式浮头 U——U形管束➢管子在管板上的固定：胀管法和焊接法➢管子在管板上的排列：等边三角形排列（或称正六边形排列）法、同心圆排列法、正方形排列法，其中等边三角形排列方式是最合理的排列方式。

(2013-2014学年第二学期考题[填空])➢管壳式热交换器的基本构造：⑴管板⑵分程隔板⑶纵向隔板、折流板、支持板⑷挡板和旁路挡板⑸防冲板➢产生流动阻力的原因：①流体具有黏性，流动时存在着摩擦，是产生流动阻力的根源；②固定的管壁或其他形状的固体壁面，促使流动的流体内部发生相对运动，为流动阻力的产生提供了条件。

➢热交换器中的流动阻力：摩擦阻力和局部阻力➢管壳式热交换器的管程阻力：沿程阻力、回弯阻力、进出口连接管阻力➢管程、壳程内流体的选择的基本原则：（P74）管程流过的流体：容积流量小，不清洁、易结垢，压力高，有腐蚀性，高温流体或在低温装置中的低温流体。

换热器计算思考题及参考答案

换热器思考题1. 什么叫顺流？什么叫逆流（P3）？2.热交换器设计计算的主要内容有那些（P6）？换热器设计计算包括以下四个方面的内容：热负荷计算、结构计算、流动阻力计算、强度计算。

热负荷计算：根据具体条件，如换热器类型、流体出口温度、流体压力降、流体物性、流体相变情况，计算出传热系数及所需换热面积结构计算：根据换热器传热面积，计算热交换器主要部件的尺寸，如对管壳式换热器，确定其直径、长度、传热管的根数、壳体直径，隔板数及位置等。

流动阻力计算：确定流体压降是否在限定的范围内，如果超出允许的数值，必须更改换热器的某些尺寸或流体流速，目的为选择泵或风机提供依据。

强度计算：确定换热器各部件，尤其是受压部件(如壳体)的压力大小，检查其强度是否在允许的范围内。

对高温高压换热器更应重视。

尽量采用标准件和标准材料。

3. 传热基本公式中各量的物理意义是什么（P7）？4. 流体在热交换器内流动，以平行流为例分析其温度变化特征（P9）？5. 热交换器中流体在有横向混合、无横向混合、一次错流时的简化表示（P20）？一次交叉流，两种流体各自不混合一次交叉流，一种流体混合、另一种流体不混合一次交叉流，两种流体均不混合6. 在换热器热计算中, 平均温差法和传热单元法各有什么特点（P25、26）?什么是温度交叉，它有什么危害，如何避免（P38、76）？7．管壳式换热器的主要部件分类与代号（P42）？8．管壳式换热器中的折流板的作用是什么，折流板的间距过大或过小有什么不利之处（P49～50）？换热器安装折流挡板是为了提高壳程对流传热系数，为了获得良好的效果，折流挡板的尺寸和间距必须适当。

对常用的圆缺形挡板，弓形切口过大或过小，都会产生流动“死区”，均不利于传热。

一般弓形缺口高度与壳体内径之比为0.15～0.45，常采用0.20和0.25两种。

挡板的间距过大，就不能保证流体垂直流过管束，使流速减小，管外对流传热系数下降；间距过小不便于检修，流动阻力也大。

W1=Wmax，W2=Wmin， Rc=Wmin/Wmax=4680/9360=0.5，
又
NTU=KF/Wmin F=NTUWmin/K=
解法二：由热平衡方程W1(t1′-t1″)=W2(t2″-t2′)，代入数据，解得t1″=85℃ 逆流型换热器的对数平均温差为
【或者用算术平均温差Δtm= (Δtmax+Δtmin)】传热量Q=W2Δt2=5441.8 (32-4)=152370.4W 又
（4）由课本图1.11查得
0.97
Δtm=104.9×0.97=101.8℃ （5）Δtmax =t1′-t2′=300-100=200℃
Δtmin =t1″-t2″=210-200=10℃
管侧 100 200
96.52693992
2.1-2型管壳式换热器，用30℃的水来冷却120℃的热油（c0=2100J/（kg
3.一台逆流式水-水换热器，t1′=87.5℃,流量为每小时9000kg，t2′=32℃，流量为每小时13500kg，总传热 K），传热面积A=3.75m2，试确定热水的出口温度。解：取水的定压质量比热cp=4200J/( kg•K) 热水热容量
冷水热容量
因而Win(t1′-t2′)=W1(t1′-t1″)，代入数据，解得t1″=64.7℃】所以热水的出口温度为64.7℃。 4.温度为99℃的热水进入一个逆流型的热交换器，将4℃的冷水加热到32℃，热水流量为9360kg/h，冷（m2•℃），试计算该热交换器的传热面积和传热有效度。水的比热为cp=4186J/（kg•℃）。解法一：
K）），冷却水流量为1.2kg/s，油流量为2kg/s，设总传热系数K=275W/(m2 K),传热面积A=20m2，试确定水与油各自的出口温度。解：取水的定压质量比热cp=4200J/(kg K)，热油的热容量 W1=M1c0=2 2100=4200W/K, 冷水的热容量 W2=M2cp=1.2 4200=5040W/K 因而 W1=Wmin，W2=Wmax 则 , ,

热交换器原理与设计样题

南京工程学院试卷(1)20 /20学年第2学期共 5页第1页课程所属部门：能源与动力学院课程名称：热交换器原理与设计考试方式：开卷使用班级：热能与动力工程（核电站集控运行）命题人：张翠珍教研室主任审核：主管领导批准：题号一二三四五六七八九十总分得分本题一、选择题（本题3题 , 每题 3分,共 9分）得分名1、在以多流程等复杂方式流动的热交换器中，通常先按（）算出对数平均温差，然姓后乘以考虑因其流动方式不同而引入的修正系数来确定其对数平均温差。

a. 纯叉流；b. 纯顺流；c. 纯逆流。

2、下图所示的换热器，是（）型管壳式换热器。

a. 2-1b. 1-2 c 2-2号学级班3、采用空气预热器回收烟气中余热，采用热管式换热器，管子上加翅片，翅片应该（）a.低而厚b. 高而薄 c 低而薄本题二、问答题 ( 本题 4 小题 , 每题 8 分，共 32 分) 得分1、对两种流体参与换热的间壁式换热器, 其基本流动式有哪几种 ?说明流动形式对换热器热力工作性能的影响 . （8 分）南京工程学院试卷共5页第2页2、试述平均温差法 (LMTD法) 和效能─传热单元数法 ( ε-NTU 法) 在换热器传热计算中各自的特点 ? （8 分）3、简述吸液芯热管的工作过程。

（ 8 分）南京工程学院试卷共5页第3页4、对管壳式换热器来说，两种流体在下列情况下，何种走管内，何种走管外？(1)清洁与不清洁的； (2)腐蚀性大与小的； (3)温度高与低的； (4)压力大与小的； (5)流量大与小的； (6)粘度大与小的。

（8分）本题得分三、思考题（本题 2 小题 ,每题15分，共30分)名姓1、在圆管外敷设保温层与在圆管外侧设置肋片从热阻分析的角度有什么异同？在什么情况下加保温层反而会强化其传热然而加肋片反而会削弱其传热？（15分）号学2、热水在两根相同的管内以相同流速流动，管外分别采用空气和水进行冷却。

经过一段时间后，两管内产生相同厚度的水垢。

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