第三章热量传递 练习题

第三章、热量传递练习题

一、填空(10小题,共20分)

1．热流体和冷流体在列管换热器内换热,若冷流体传热膜系数远大于热流体传热膜系数, 则此时管壁温度接近于流体温度。

2．某间壁式换热器传热面积为2.5 m2，传热平均温差为45 K，传热速率为9000 W，则该换热器此时的总传热系数K=。

3．由化工手册中查得常温下钢的导热系数为42 kcal·h‐1·m‐1·K‐1（原工程制单位），换算成国际单位制（SI）单位，应为。

4．流体需要加热到100～180 ℃的温度范围时,最适宜的加热剂是 ; 流体需要冷却到30～80 ℃的温度范围时,最适宜的冷却剂是。

5．在规定条件下，新的换热器用饱和水蒸气可将流体从323 K加热至338 K。使用一段时间后，管壁出现污垢，在完全相同的操作条件下进行换热，则此时被加热流体的出口温度将 338 K。

6．

两种流体在套管换热器中进行逆流换热（无相变）时，若热流体进口温度T1上升，而热流体质量流量、冷流体质量流量、冷流体的进口温度及物性数据均保持不变，则冷流体出口温度将。

7．两流体在套管换热器中逆流换热, 热流体从125 ℃降到60 ℃, 冷流体从25 ℃升到80 ℃, 则其平均温度差为K。

8．多程列管式热交换器的程数多少视需要而定。工业上，常用的U形管式列管热交换器为一种程热交换器。多程列管式热交换器有利于传热，但随程数增多，流体阻力就会。

9．用饱和蒸汽的冷凝来加热冷流体，冷热流体的进出口温度不变，以逆流和并流两种方式进行间壁换热，逆流时对数平均温差为，并流时为，其大小为。

10．管内用水作冷却剂冷凝管外水蒸气,若要强化传热,应设法增大管侧的传热膜系数才比较有效。

二、判断题(5小题,共10分)

1．

在对流传热过程中，若两种流体的传热膜系数分别为1和2，且1》2，在忽略固体壁面热阻的情况下，总传热系数K接近于1。………………………………………（）

2．

为提高总传热系数K，必须改善传热膜系数大的一侧的换热条件。………………（）

3．

冷、热两流体经间壁换热时，若间壁两侧均为定态变温传热，则逆流操作的传热温差比并流大。…………………………………………………………………………………（）

4．

流体流动时，流动速度越大,流动的阻力越大;传热与流体流动相似，流动速度越大,传热阻力也越大。……………………………………………………………………………（）

5．

工业上气固相催化反应器采用各种换热方式移去反应热。流化床反应器中设置的废热锅炉采用的是间接换热方式，而多段冷激式反应器采用的则是直接换热方式。………（）

三、选择(10小题,共20分)

1．

在多层固体平壁中进行一维定常导热时，各层的温度降与各相应层的热阻之间呈何种关系？……………………………………………………………………………………（）

A、反比关系；

B、无关系；

C、正比关系；

D、不确定关系。

2．

在下列换热器中,单位体积的传热面积最大的通常是………………………………( )

A、套管式换热器;

B、夹套式换热器;

C、板式换热器;

D、管壳式换器。

3．

金属材料，液体和气体的导热系数为，和，通常它们的大小顺序为（）A、>>; B、>>;

C、>>;

D、>>。

4．

常温下，钢、不锈钢、水和空气的导热系数分别为………………………………（）

A、45 W·m‐1·K‐1 ,15 W·m‐1·K‐1 ,0.6 W·m‐1·K‐1和0.026 W·m‐1·K‐1 ;

B、0.6 W·m‐1·K‐1 ,0.026 W·m‐1·K‐1 ,45 W·m‐1·K‐1和15 W·m‐1·K‐1 ;

C、0.026 W·m‐1·K‐1 ,0.6 W·m‐1·K‐1 ,15 W·m‐1·K‐1和45 W·m‐1·K‐1；

D、15 W·m‐1·K‐1 ,45 W·m‐1·K‐1 ,0.6 W·m‐1·K‐1和0.026 W·m‐1·K‐1 .

5．

在通常操作条件下的同类换热器中，设空气的传热膜系数为1，水的传热膜系数为2，饱和水蒸气冷凝的传热膜系数为3，则有………………………………………（）

A、1>2>3;

B、2>3>1;

C、3>2>1;

D、2>1>3.

6．

热量传递的基本方式为……………………………………………………………（）

A、蒸气的冷凝；

B、液体的沸腾；

C、冷、热流体的混合；

D、传导、对流和辐射。

7．

评价热交换器结构性能的重要指标之一,是单位体积内传热面积的大小。工业上常用的

热交换器中,该项指标最差的是……………………………………………………………

( )

A、管壳式热交换器;

B、套管式热交换器;

C、夹套式热交换器;

D、蛇管式热交换器。

8．

对一台正在工作的列管式换热器,已知一侧传热膜系数 W·m‐2·K‐1,另一

侧传热膜系数 W·m‐2·K‐1,管壁热阻很小,那么要提高传热总系数,最有效的措施是………………………………………………………………………………………( )

A、设法增大的值;

B、设法同时增大和的值;

C、设法增大的值;

D、改用导热系数大的金属管。

9．

在下列管壳式换热器中,没有降低或消除由温差引起的热应力补偿措施的换热器是………………………………………………………………………………………………( )

A、U形管式换热器;

B、浮头式换热器;

C、壳体带有膨胀圈的管壳式换热器;

D、固定管板式换热器。

10．

不同流体的传热膜系数相差很大。假设气体被加热或冷却时的传热膜系数为 W·m

‐2·K‐1，液体被加热或冷却的传热膜系数为

2W·m ‐2·K‐1,饱和水蒸气冷凝时的传热膜

系数为3 W·m‐2·K‐1，则其大小顺序为………………………………………（）

A、3<2<；

B、2<3<；

C、3<<2；

D、<2<3。

四、计算问答(5小题,共50分)

1．

电解食盐水生产NaOH时, 需将20%NaOH料液真空蒸发浓缩至50%。蒸发过程需消耗0.3 MPa的饱和水蒸气(416 K)0.760 kg·s-1。冷凝液在饱和温度下排出, 其冷凝热为 2.14×103 kJ· kg-1。蒸发过程中料液温度恒为394.4 K。试问选用传热面积A =65 m2, 总传热系数K=1.60×103 W·m-2·K-1蒸发器可行吗?