对流传热与传质讨论复习题

对流传热与传质期末复习题

1(徐婷)、结合外掠平壁层流对流换热的求解，试述由边界层控制方程得到精确解和利用边界层积分方程式得到近似解两种方法的主要步骤、特点并比较其结果。

2（朱蕙）、同样是层流对流换热，为什么外掠平壁的Nu ～Re 1/2，而管内充分发展的则h X ＝常数？

3（赖志燚）、以常压下20℃的空气在10 m/s 的速度外掠表面温度为45℃的平壁为例，计算离平壁前缘1mm 、2mm 、5mm 、10mm 、50mm 、100mm 、200mm 、300mm 、1000mm 、2000mm 、5000mm 、100000mm 处局部表面换热系数和平均换热系数（已知20℃的空气λ=0.0259W/(m.K)）。分析外掠平壁对流换热系数随距平壁前缘距离x 的变化规律，比较层流、过渡流、湍流时的对流换热系数并给以说明。

4（陈凯）、试说明管内充分发展的湍流换热和层流换热的本质区别，并分别简述其换热系数的计算方法及步骤。

5（梁志滔）、为什么当冷凝换热温差增大时，冷凝换热系数减小？说明冷凝器为何多采用横管结构，结合工程实际说明维持较大的冷凝换热系数应采取的措施。

6（杨帅）、试结合Rohsenow 的大容器核态沸腾换热关系式说明汽泡跃离加热面的运动是影响换热的最重要的因素。

7（邹伟）、一温度为120℃、高为1.2m 的竖壁，放置于温度为20℃的空气中，试计算离竖壁下端0.25m 处的局部表面换热系数。该壁面上是否会出现湍流边界层？如果出现的话，过渡为湍流边界层的位置在何处？已知20℃的空气ανv g m K 2

73114710=⨯--.。 8（钟世青）、3＃机油以1134 kg/h 的流量在直径为12.7 mm 的管内流动，油温从93 ℃被冷却到67 ℃，管内壁温度为20 ℃。已知t f =80 ℃时，ρ=857.4 kg/m 3，λ=0.138W/(m.K) ，p c =2131J/(kg.K) ，Pr=490,μ=114.7kg/(m.K), w t =20℃时w μ=2879kg/(m.h)。若不考虑物性随温度的变化，计算所需换热管长度。高Pr 数的油类在换热器管程内的常用流速为0.5～1.8 m/s ，试通过上述实例计算说明其流动形式和换热特性，并说明应如何计算其在换热器内的换热系数。

9（刘志成）、既然对流换热包含了流体中温度不同的各部分之间发生宏观相对运动和相互掺混所引起的热量传递，为什么管内流动和热充分发展段的对流换热系数仅具有导热的特征而没有对流的特征？

10（叶立平）、已知某一电厂凝汽器，蒸汽冷凝侧的放热系数为o α=10000 W/m 2.K ，冷却水的平均温度为32℃，当冷却水流速度Vw=2 m/s 时的对流换热系数为i α=3343 W/m 2.K,总传热面积为38000m ，总换热量为64500KW ，试分析当冷却水侧污垢热阻分别为Rf=1、2、3、4×10－4 m 2.K/W 时对机组性能的影响。（凝汽器背压每升高0.000981Mpa ，循环热效率降低0.5% ~ 0.7%

11（钟澎）、在研究沸腾换热时，为什么要计算临界热流密度？试给出计算临界热流密度的公式并说明得出该公式的理由。

12（陆艳华）、是否可以用x y x w x y T T T h ,0,=∞∂∂⋅--=λ

来确定外掠平壁湍流换

热的对流换热系数x h ，试说明确定外掠平壁湍流换热的对流换热系数x h 和x

Nu 的主要思路和所用到的近似假设。 13（董美蓉）、试结合管内层流流动充分发展段的相似解，从传热学的角度说明纯逆流换热器内等温差传热的优越性。

14（唐娟）、对管内充分发展段的层流对流换热，常壁温边界条件时的对流系数比常热流边界条件的对流换热系数大还是小？为什么？湍流时两种边界条件时的对流换热系数是否有差别？为什么？

15（郭灵兵）、试述流体物性随温度变化的一般情况，在工程计算中考虑流体物性随温度变化对换热影响的有哪两种常用方法?为何可进行如此处理?

16（李微）、考虑圆管内流动和热充分发展的常热流对流换热，设介质为90℃，1atm 的水，平均流速为0.5、1、2m/s ，试计算管径分别为0.005；0.01；0.015；0.02；0.025；0.03m 时的换热系数和摩擦系数，根据()

1//29.000>f f Nu Nu 是否成立确定最佳流速。 17（王芳）、在求解0.5＜Pr ＜30的流体在管内的流动和热充分发展的湍流换热中，是如何假设流速分布？如何确定t Pr 和t ν的？

18（鄢波）27℃的水以2 m/s 的速度外掠表面温度为45℃的平壁，试计算离平壁前缘1mm 、2mm 、5mm 、10mm 、50mm 、100mm 、200mm 、300mm 、1000mm 、2000mm 、5000mm 、100000mm 处局部表面换热系数和平均换热系数。分析外掠平壁对流换热系数随距平壁前缘距离x 的变化规律，比较层流、过渡流、湍流时的对流换热系数并给以说明。 19（蔡吕清）、举例对比分析（空气、水）自然对流和强制对流边界层厚度随x 变化的规律、局部Nux 随x 变化规律。

20（刘凯）、压力为0.1Mpa 的饱和水蒸汽，用水平放置、壁温为90℃的铜管冷凝，采用两种方案：用直径为10cm 的铜管一根和直径为1cm 的铜管10根，问两种方案的效果孰优孰劣，为什么？

21（陈育）、水在大容器中的不锈钢电加热元件的表面上作饱和核态沸腾，压力分别为1.013bar 、10bar 和100bar 。试分别计算下列各量：（1）最小汽泡半径；（2）汽泡跃离直径；（3）汽泡跃离频率；（4）壁面过热度为5℃时的换热系数；（5）临界热负荷。把计算结果列成表格和绘成曲线，加以比较。

22（漆雅庆）、.一常物性、不可压缩的流体同时流过内径分别为d1与d2的两根直管而被加热，且d1=2d2.流动与换热均已处于湍流充分发展区域，对流换热的实验关联式为Nu=0.023Re 0.8Pr 0.4.试确定在下列两种情况下两管内平均表面传热系数和传热温差的相对大小：

（1）流体以同样的流速流过两管；

（2）流体以同样的质量流量流过两管。

23（刁海亮）、强化传热评判准则为 试举例分析管内旺盛湍流时增加流速能否满足评判准则。 24(袁玉玲) 混合制冷工质沸腾换热和冷凝换热的影响因素分析及相应的计算方法。 ()1

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