传热复习题(一)参考答案,DOC

《传热技术》复习题(一)参考答案

一、填空题

1、写出三种间壁式换热器的名称：套管式换热器

管壳式换热器和板式换热器。

、

2、换热器在使用一段时间后，传热速率会下降很多，这往往是由于传热管表面

8、列管换热器中，用饱和水蒸汽加热空气。空气走管内，蒸汽走管间，则管壁温度接近水蒸汽的温度，总传热系数接近空气的对流传热系数。

9、列管换热器，在壳程设置折流挡板的目的是强化传热和支撑管束。

10、如图所示为间壁式换热器中冷流体B与热流体A

的稳态传热过程的温度分布曲线，该传热过程是由对

流传热、热传导和对流传热三个串联的热传递环节组成，由图分析可知:α1<α2，因此若强化该传热过程，应从A 侧着手。

11、强化传热的方法之一是提高K 值.而要提高K 值,则应提高对流传热系数较小一侧的对流传热系数。

12、有两种不同的固体材料，它们的导热系数第一种为λ>第二种为λ

2、提高传热强度的主要途径是增大（C ）。

A.传热温度差；

B.加热蒸汽压力；

C.传热系数；

D.传热面积；

3、计算下列四种“数”时，其数值大小与单位制选择有关的是（D ）。

A ．普兰德准数

B ．传热单元数

C．离心分离因数ＫD．过滤常数Ｋ

4、黑度表明物体的辐射能力接近黑体的程度，其值大小与物体的（D）无关。

A．种类；B．表面状况；C．表面温度；D．.颜色

5、在间壁式换热器内用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K值接近于（B）。

A.α

蒸汽B.α

空气

6

7

8

A.内层

B.外层

C.内外层均可内外层均不可

12、用饱和水蒸汽加热空气时，传热管的壁温接近（A）

A.蒸汽的温度；

B.空气的出口温度；

C.空气进口温度

D.空气进、出口平均温度

13、喷淋式换热器属于（B）换热器的一种。

A.混合式

B.间壁式

C.蓄热式

D.直接接触式

14、热量传递的基本方式是（D）。

A.恒温传热和稳态变温传热;

B.导热给热和热交换;

C.气化、冷凝与冷却;

D.导热、对流与辐射

平均温度的差值。（F）

2、固体材料的内部结构越松疏，其导热系数则越大（F）

3、在稳定的多层平壁导热中，热阻与温差成正比。（T）

4、维持膜状沸腾操作，可获得较大的沸腾传热系数。（F）

5、保温层应该选用导热系数小的绝热材料（T）

6、传热边界层厚度总是小于或等于流动边界层厚度。（T）

7、换热器的导热管，应选用导热系数值大的材料。（T）

8、在稳态传热中，凡热阻大处其温差也大。(T)

9、在稳定的多层平壁导热中，若某层的热阻较大，则导热温度差就较小。（F）

10、当保温材料的厚度加大时，内外壁面的总温度差增大，总的热阻也增大，

答：主要由壳体、管束、管板和顶盖（又称封头）等基部分组成。壳体和管束作为冷热两流体的流动空间，通过管壁进行换热。管束安装在管板上，通过管板使管束与壳体连成一体。顶盖（封头）上有管程流体进出口，且有分程、密封，封头可拆卸，便于管子清洗等作用。

2、提高传热系数时，为什么要着重提高给热系数小的这一侧?

解：当忽略金属壁面的导热热阻时，

1/K=1/α+1/α=(α+α)/(α)

若α>>α，则α+α∴K≈α

即K接近α小的数值。

3、为什么工业换热器的冷、热流体的流向大多采用逆流操作?

t

T

逆流就加热剂或冷却剂用量考虑，逆流操作费小。

试述对流传热的机理?

5、试分析对流传热系数的影响因素？

答：影响对流传热系数的因素有：d，u，ρ，μ，λ，c P

五、计算题

1、某厂在由177根φ25×2mm，长3m的钢管构成的单壳程单管程列管换热器内，用132.9℃的饱和水蒸汽在管间冷凝，将管内作湍流流动的常压乙烯气体

加热。已知乙烯气体流量为0.6kg/s，进口温度为20℃，在操作条件下的密度为1kg/m3，比热为1.84kJ/kg.K，对流传热系数为53w/m2.K，饱和水蒸汽冷凝传热膜系数为8000w/m2.K，可忽略管壁及垢层热阻。(1)确定乙烯气体出换热器时的温度；(2)若乙烯气体通过换热器的压降要求不超过0.01kgf/cm2，通过换热器的总长度（包括局部阻力当量长度）为5.5m，摩擦系数λ＝0.04，试确定该换

（

.m.K（2分）

10^3×

=0.01=9.807Pa

ΔP＝λｌ/ｄ×u2/2×ρ＝0.04×5.5/0.021×u2/2×1（2分）

9.807×10=0.04×5.5/0.021×u2/2

∴u＝13.68 m.s（2分）

ｗ＝ｎπ/4d

2uρ

i

＝177×0.785×0.02113.68

＝0.8389 kg.s =0.84kg.s （2分）

2、有一碳钢制造的套管换热器，内管直径为φ89mm ×3.5mm ，流量为2000kg/h 的苯在内管中从80℃冷却到50℃。冷却水在环隙从15℃升到35℃。苯的对流传热系数αh =230W/（m 2·K ），水的对流传热系数αc =290W/（m 2·K ）。忽略污垢热阻。试求：(1)冷却水的消耗量；(2)逆流操作时所需传热面积。 解：(1)冷却水消耗量：

K 2

逆m 传热面积83.540133101.34

=⨯⨯==

逆逆m i i t K Q S ∆m 2（3分） 3、现某厂准备选用一台换热器用19.61kPa(表压)的饱和水蒸汽供牛奶消毒用，牛奶在管内流动，从10℃加热到85℃，其平均比热为3.9kJ/kg.K ，处理量为3t/h 。饱和水蒸汽在管外冷凝，冷凝水在饱和温度下排出，换热器的传热系数K=1400W/m 2.K （以外表面积计），换热器的散热损失为饱和蒸汽放出热量的5%，