热交换器原理与设计样题
热交换器原理与设计
β
翅化比 β=Ff /Fi
η 翅片壁面总效率
ηf 翅片效率
Fb’ 以翅片根部直径为基准的无翅片部分表面积
Ff’ 翅片管上翅片的表面积
Lf
翅片管的长度
4
b）复合翅片管（翅片与基管为不同材料） 以光管外表面积（去掉翅片后）为基准
以翅片管外表面积为基准，包括翅片面积和无翅部分的管子面积。
c）湿工况（伴有结露的空气冷却过程即减湿冷却过程）
11
5. 热管的工作特性 吸液芯中凹形的气液界面的形成属于毛细现象。气液两侧存在压差Δ P，称为 毛细头。 加热段和冷却段的毛细头分别为Δ Pe’和Δ Pc’，则热管两端毛细压差Δ Pc：
当加热段（蒸发段）处于半球状凹面，冷却段（冷凝段）处于平面时，毛细 压差达到最大值，
热管正常工作的必要条件：
12
1
1. 主要结构和原理
这类换热器用于气液热交换。气侧换热系数通常比液侧低（一个数量级）， 所以翅片在气侧。 优点：高传热系数，结构紧凑，高表面密度，承压性好 缺点：制造困难，不易清理和检修。 结构：管箱，翅片管、框架。翅片管由基管和翅片组合而成，基管通常为圆管，
也有扁平管和椭圆管。 分类：翅片管按其在管子上排列方式，可分为纵向和横向（径向）翅片两大类。
8
五、热管是最基本元件，从外观上看通常是一根有翅片或无翅片的普通圆管它由管
壳、毛细多空材料（管芯）和蒸汽腔（蒸汽通道）构成。
2. 热管换热器的工作原理 热管沿轴向分成蒸发段、绝热段、冷凝段。蒸发段受热。工作液体蒸发。蒸
汽流向冷凝段；蒸汽在冷凝段冷却凝结成液体，液体沿吸液芯靠毛细力的作用流 回蒸发端。
在管外流体的对流换热热阻项上乘以析湿系数（最后一项
）
热交换器原理与设计样题
南京工程学院试卷（1）1、在以多流程等复杂方式流动的热交换器中，通常先按（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。
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.（氐而厚b.高而薄 c 低而薄二、问答题（本题4小题,每题8分，共32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）课程所属部门: 考试方式:开卷20 /20 学年 第2学期共5页第1页能源与动力学院 课程名称：热交换器原理与设计使用班级: 热能与动力工程（核电站集控运行）题号一一一-二二-三四五六七八九十总分得分、选择题（本题3题,每题3分,共9 分））算出对数平均温差，然2、下图所示的换热器，是（ ）型管壳式换热器。
主管领导批准:命 题人：张翠珍 教研室主任审核:本题得分a. 2-1b. 1-2 c 2-2本题得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）和效能一传热单元数法（&-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？⑴清洁与不清洁的；（2）腐蚀性大与小的；⑶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）1名 ■ 1 1 i 1 i i i i i 姓i 号 i i i i i ■ 1 i i i 学■级 1 i i i i i i 班 iI 1 i ii i三、思考题（本题2小题,每题15分，共30 分）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）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。
换热器设计例题
5.3.2.3换热器设计方法A.典型设计程序由于给热系数取决于传热过程，传热方式（传导、对流、辐射、冷凝给热及沸腾给热），流体的物理性质，流体的流速和换热器的形式等因素。
因此换热器的设计是一个试差过程，典型的换热器设计程序如下。
图5-29壳侧阻力因子j f （弓曲形挡板）[例5-1] 设计冷凝器使45 000 kg/h 轻烃混合物蒸汽冷凝。
冷凝器操作压力为1MPa ，轻烃蒸汽进入为饱和温度60 ºC ，冷凝至45 ºC 。
蒸汽的平均相对分子质量为52，蒸汽的焓为596.5 kJ/kg ，冷凝后为247 kJ/kg 。
冷却水进口温度为30 ºC ，出口最多可升高10 ºC ，冷凝器管子外径20mm ，内径16.8mm ，管长4.88m ，用海军黄铜制造。
蒸汽冷凝没有过冷现象。
解:（1）传热面积初值计算。
混合物的物理性质取自以正丙烷（分子量44）和正丁烷（分子量58）的平均值。
传热量 =-⨯=3600)0.2475.596(45000Q 4368.8 kW图5-30管侧阻力因子j f （弓曲形挡板）冷却水流量 5.10418.4)3040(8.4368=⨯-=c W kg/s 取总传热系数 K = 900 W/(m 2·ºC)平均温差 5.1304045601221=--=--=t t T T R ，33.0306030401112=--=--=t T t t S 选择卧式冷凝器，冷凝在壳程，为一壳程四管程结构，由换热器的平均温差校正图查得F T = 0.924.1730454060ln )3045()4060(ln )()(12211221ln =-----=-----=∆t T t T t T t T T ºC ΔT m = 0.92×17.4=16 ºC传热面积试差值 16900108.43683⨯⨯=F = 303 m 2 一根管子的面积（忽略壁厚的影响）：F 1=πd o L=π×20×10-3×4.88=0.305 m 2管子数N t = 303/0.305 = 992设管子中心距P t =1.25d = 1.25×20 = 25 mm查表5-17，由式（5-12）得: D b = d o (N t /K 1)1/n1D b = 20×(992/0.158)1/2.263 = 954mm中心一行管数 N r = D b /P t = 954/25= 38（2）壳程给热系数估计管壁温度T w ；假设冷凝给热系数为1500 W/(m 2·ºC)平均温差：壳侧温度：(60+45)/2=52.5 ºC ；管侧温度：(40+30)/2=35 ºC ；(52.5- T w )×1500=(52.5-35×900T w = 42.0 ºC平均冷凝温度T cm = (32.5 + 42.0)/2 = 47.0 ºC47.0 ºC 时，轻烃液体的物理性质:μL =0.16 mPa·s ； ρL = 551 kg/m 3；k L =0.13 W/(m 2·ºC)平均蒸汽温度下气相密度:ρV =1105.522732734.2252⨯+⨯= 19.5 kg/m 3 由（5-21）得：Γh =3106.299288.43600/45000-⨯=⨯=t c LN W kg/(m·s)由（5-20）得：b r h L V L L bc N g k h 13/1)(95.0)(-⎥⎦⎤⎢⎣⎡Γ-=μρρρ(h c )b = 0.95×0.136/13/13325106.21016.081.9)5.19551(551---⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯⨯⨯-⨯=1375 W/(m 2·ºC) (h c )b 值与假设的冷凝系数接近，故不必校核T w 。
热交换器原理与设计管壳式热交换器设计
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第三节 管壳式热交换器的传热计算 一、传热系数的确定 1、确定传热系数的主要方法：
热阻 间壁材料
Q
A
t w1
tw2
t w1
tw2
A
经验选用数据 实验测定 通过计算
R A
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圆管
Q 2Ltw1 tw2
ln d0 di
ln d 0 R di
2 L
作用:a.充分利用换热面积, 减小壳程进出口处死区 b.也起防冲作用 c.减少壳程进出口处压降(外导流结构)
条件: 当壳程进出口接管距管板较远，流体停滞区过大时， 应设置导流筒
分类：内导流筒和外导流筒两种。
7
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⑵折流板、支持板
①折流板
作用: a.提高壳程流体流速，增加湍动程度；使壳程流 直冲刷管束，提高壳程传热系数； b.减少结垢。 c.支承管束
As
4Z s
Ds 2 nt d0 2
Zs 4 As2
Ds 2 nt d02
42
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弓形折流板
缺口高度
缺口处的流通截面积
两折流板间错流的流通截面积
缺口高度确定原则
为避免流动速度变化引起压降，流体在缺口处的流通 截面积与流体在两折流板间错流的流通截面积接近。
43
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4
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2.壳程结构 ⑴壳体
壳体 折流板 折流杆 防短路结构 壳程分程
①接管→焊在壳体上，供壳程流体进、出。
②防冲挡板 作用:减小流体的不均匀分布和对管束的侵蚀和震动， 在壳程进口接管处设置防冲挡板.
热交换器原理与设计
热交换器原理与设计复习提纲题型：概念题，问答题，计算。
0.绪论1.热交换器的分类2.content of heat exchanger desing.(P6)1.热交换器热计算的基本原理1.1.1热计算基本方程式Q=KF△t ------Heat Transfer Equation1.1.2热平衡方程式 Heat balance equation Q=M1(I1’-I1”)=M2(I2”-I2’)1.2平均温差（图）对数平均温差△tm或LMTD表示，公式1.11 （for counter flow and parallel flow）(主要用这个)算术平均温差（看）△tm=ψ△tlm,c ψ----修正系数 correction factor ψ=f(P、R) P,R公式及物理意义1.3．1 传热有效度的定义1.3.2 LMTD及NTU 两种算法 P24-342.管壳式热交换器 shell-and-tube heat exchanger(计算较多)2.1.1 types(4种) and standards (国标GB151-1999，P43表示法)2.1.2管子在管板上的固定与排列Tube bundle type: bined1)管子在管板上的固定2)管子在管板上的排列 tube layoutTriangular layoutSquare layoutCircular layoutRotated square layout3)换热管中心距：管板上两根管子中心线的距离称为换热管中心距。
2.1.5 折流板 baffle-----一个重要的附件折流板的作用除了使流体横过管束流动外，还有支撑管束、防止管束振动弯曲的作用。
Baffle arrangement：水平，数值，转角Baffle types：segmental baffle（弓形）、disc-and-ring baflleBaffle fixing2.1.7 防冲板2.3 管壳式热交换器的传热计算2.3.1 传热系数的确定（确定管内面积还是管外面积）对光滑圆管，以外表面积为准时：以内表面积为准时：公式2.25，,2.26,do≈di,可用公式2.27：2.3.2 换热系数的计算了解贝尔法Nu=αl/λ Re=ωl/γ Pr=Cpμ/λP60 表格2．4.1 管程阻力计算（压力计算，参考流体力学）注意：入口，出口，转弯处2.5 管壳式热交换器的合理设计考虑的主要问题：1.流体在热交换器内流动空间的选择2.流体文都和终温的确定3.管子直径的选择4.流体流动速度的选择5.管壳式热交换器的热补偿问题6.管壳式热交换器的震动与噪声Attention：了解设计原则3.高效间壁式热交换器3.1 螺旋板式热交换器 spiral heat exchanger基本构造和工作原理 basic structure and principle3.2 板式热交换器板式效率的物理意义及影响板式效率的因素P129 型号表示法3.3.2 板翅式热交换器的设计计算注意翅片效率：ηf翅片避免总效率：η0传热量和传热系数计算 P150 公式 3.64；公式 3.65P154 板翅式热交换器设计步骤：（参照老师上课讲的内容）3.4 翅片管热交换器 tube-fin heatexchanger翅片管热交换器是一种带翅（亦称带肋）的热交换器3.5 热管热交换器 heat-pipe heat exchanger因为工作原理不同（蒸发，冷凝）所以要在第三章重点注意：5个极限，9个热阻，及工作原理P180 什么叫重力辅助热管4 混合式热交换器分类：冷水塔，气体洗涤塔，喷射式热交换器，混合式冷凝器Attention：重点冷水塔4.1 冷水塔 1.构造及部件功能2.分类：干式、湿式（效率低）为什么湿式效率低？？P213冷水塔的工作原理：P216 注意，水温决定于水和空气的传热冷水塔内水的降温主要是由于水的蒸发散热和气水之间的接触传热。
《热交换器》 标准释义及算例
《热交换器》标准释义及算例
热交换器是一种能够进行热能交换的设备，通常用于调节流体的温度。
其工作原理是通过将两种流体分隔开来，通过热传导的方式，使得热量从一个流体传递到另一个流体。
热交换器通常由管道网络和热交换表面组成。
以下是一个热交换器的算例：
设热交换器中有两种流体，分别是热水和空气。
热水的进口温度为80°C，出口温度为50°C；空气的进口温度为20°C，出口温度为60°C。
热交换器的热效率为90%。
根据热交换器的热效率定义，可以得知热水和空气之间的热量转移比为：
(热水出口温度-热水进口温度) / (空气出口温度-空气进口温度) = 热效率
(50°C - 80°C) / (60°C - 20°C) = 0.9
解方程可得：
-30°C / 40°C = 0.9
解得：
-30°C = 0.9 * 40°C
-30°C = 36°C
这个结果不成立，说明所假设的热效率不能实现。
因此需要重新找到有效的热效率值，使这个方程成立。
这只是一个简单的热交换器算例，实际应用中的热交换器可能会更加复杂，包括更多的参数和条件。
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。
换热器原理与设计解答题
换热器原理与设计解答题(总7页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--1.按传热过程分类,换热器有几类各自的特点是什么(1)直接接触式换热器，也叫混合式换热器(2)周期流动式换热器，也称蓄热式换热器，借助于由固体制成的蓄热体交替地与热流体和冷流体接触。
优点：① ~③ P2主要缺点：①②P2(3)间壁式换热器，也称表面式换热器，冷热流体被一个固体壁面隔开，互不接触，热量通过固体壁面传递。
应用最多(4)液体耦合间接式换热器：系统由两台间壁式换热器组成，通过某种传热介质(如水或液态金属)的循环耦合在一起。
主要优点：①② P42. 换热器常用哪些材料制造金属材料换热器：碳钢、不锈钢、铝、铜、镍及其合金等非金属材料换热器：石墨、工程塑料、玻璃、陶瓷换热器等。
稀有金属换热器可解决高温、强腐蚀等换热问题，但材料价格昂贵使应用范围受到限制。
钛应用较，钽、锆等应用较少。
3.对腐蚀性介质,可选用什么材料换热器非金属材料换热器：石墨、工程塑料、玻璃、陶瓷换热器等4.管壳式换热器特点，常用类型优点：管壳式换热器具有易于制造、成本较低、清洗方便、适应性强、处理量大、工作可靠以及选材范围广等特点,且能适用于高温高压的工况。
缺点：存在壳程流动死区、壳程压力损失较大、容易结垢以及容易发生管束诱导振动等5.间壁式换热器的特点,常用有哪些类型P2 – P36.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.(1)顺流式或称并流式，其内冷、热两种流体平行地向着同一方向流动.(2)逆流式，两种流体也是平行流动，但它们的流动方向相反。
(3)叉流式或称错流式，两种流体的流动方向互相垂直交叉.(4)混流式，两种流体在流动过程中既有顺流部分，又有逆流部分。
当冷、热流体交叉次数在四次以上时，可根据两种流体流向的总趋势，将其看成逆流或顺流.顺流和逆流可以看作是两个极端情况。
热交换器原理与设计
绪论1.在工程中，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，称为热交换器。
2.热交换器的分类：1）按照材料来分：金属的，陶瓷的，塑料的，是摸的，玻璃的等等2）按照温度状况来分：温度工况稳定的热交换器，热流大小以及在指定热交换区域内的温度不随时间而变；温度工况不稳定的热交换器，传热面上的热流和温度都随时间改变。
3）按照热流体与冷流体的流动方向来分：顺流式，逆流式，错流式，混流式4）按照传送热量的方法来分：间壁式，混合式，蓄热式间壁式I：热流体和冷流体间有一固体表面，一种流体恒在壁的一侧流动，而另一种流体恒在壁的他侧流动，两种流体不直接接触，热量通过壁面而进行传递。
混合式!：这种热交换器内依靠热流体与冷流体的直接接触而进行传热。
蓄热式I：其中也有固体壁面，但两种流体并非同时而是轮流的和壁面接触，当热流体流过时，把热量储蓄于壁内，壁的温度逐渐升高；而当冷流体流过时，壁面放出热量，壁的温度逐渐降低，如此反复进行，以达到热交换的目的。
第一章, ,1.Mc称为热容量，它的数字代表流体的温度没改变1°C是所需的热量，用W表示。
两种流体在热交换器内的温度变化与他们的热容量成反比；即热容量越大，流体温度变化越小。
2.W一对应单位温度变化产生的流动流体的能量存储速率。
3.1平均温差指整个热交换器各处温差的平均值。
4.顺流和逆流情况下平均温差的区别：在顺流时，不论W］、W2值的大小如何，总有p >0, 因而在热流体从进口到出口的方向上，两流体间的温差At总是不断降低；而对于逆流，沿着热流体进口到出口方向上，当W1<W2时，p >0，At不断降低，当W1>W2时，p V 0，At不断升高。
5.P—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。
（定义式P12）物理意义：流体的实际温升与理论上所能达到的最大温升比，所以只能小于1。
6.R—冷流体的热容量与热流体的热容量之比。
换热器原理与设计知到章节答案智慧树2023年烟台大学
换热器原理与设计知到章节测试答案智慧树2023年最新烟台大学第一章测试1.对于单相流体间传热温差，算术平均温差值大于对数平均温差。
参考答案:对2.对于传热温差，采用顺流和逆流传热方式中，顺流传热平均温差小，逆流时传热平均温差大。
参考答案:对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：参考答案:增加管外程数;两台单壳程换热器串联工作4.下面哪些情况下平均温差常常要进行分段计算参考答案:比热变化较大时;传热系数变化较大时5.设计计算的主要目的是为了确定：参考答案:传热面积第二章测试1.对于固定管板式换热器和U型管式换热器，固定管板式换热器适于管程走易于结垢的流体。
参考答案:对2.相对于各种类型的管壳式换热器，填料函式换热器不适用于易挥发、易燃、易爆、有毒及贵重介质。
参考答案:对3.在流程的选择上，不洁净和易结垢的流体宜走壳程。
参考答案:错4.为了增加单位体积的换热面积，常采用管径的换热管。
参考答案:小5.在廷克流动模型中ABCDE5股流体中，设置可以改善C流路对传热的不利影响：参考答案:旁路挡板第三章测试1.下面哪些力不能作为热管换热器中液体回流驱动力参考答案:毛细力2.翅片管式换热器中翅化比是指翅片管外表面积与光管内表面积之比。
参考答案:对3.影响翅片效率的因素有参考答案:翅片厚度;翅片定型尺寸;翅片的导热系数;翅片与流体的对流换热系数4.板翅式换热器可通过流道的不同组合，布置成哪些流动形式：顺流;错流;逆流;混流5.平板式换热器中人字形波纹板夹角越大则板片传热系数大，阻力也越大。
参考答案:对第四章测试1.下面哪些换热器不属于混合式换热器：空气预热器;省煤器2.冷水塔中热流体为空气，冷流体为水。
参考答案:错3.冷水塔一般包括哪几个主要部分参考答案:配水系统;通风筒;淋水装置4.喷射式热交换器的主要部件有：参考答案:工作喷管;引入室;混合室;扩散管5.蓄热式热交换器主要用于流量大的气气热交换场合。
换热器知识试题及答案解析
换热器知识试题及答案解析一、选择题（每题2分，共10分）1. 换热器的主要功能是什么？A. 热交换B. 压力调节C. 流量控制D. 温度测量答案：A2. 下列哪项不是换热器的类型？A. 管壳式换热器B. 板式换热器C. 离心式换热器D. 螺旋板式换热器答案：C3. 换热器的热效率与下列哪项无关？A. 流体的流速B. 流体的热容C. 流体的密度D. 流体的粘度答案：C4. 换热器中，热流体和冷流体的流动方式通常有哪几种？A. 并流B. 逆流C. 交叉流D. 所有上述答案：D5. 在设计换热器时，下列哪项不是需要考虑的因素？A. 流体的热传导性B. 流体的腐蚀性C. 流体的粘度D. 流体的比热容答案：C二、填空题（每题2分，共10分）1. 换热器的热效率可以通过增加______来提高。
答案：流体的流速2. 板式换热器的主要优点是______。
答案：体积小、重量轻3. 换热器的污垢系数会影响______。
答案：热交换效率4. 逆流换热器的热效率通常比______高。
答案：并流5. 换热器的热损失可以通过______来减少。
答案：增加绝热层三、简答题（每题5分，共20分）1. 请简述换热器的工作原理。
答案：换热器的工作原理是通过两种不同温度的流体在设备内进行热交换，使热量从高温流体传递到低温流体，从而达到加热或冷却的目的。
2. 什么是管壳式换热器？答案：管壳式换热器是一种常见的换热器类型，它由许多平行排列的管子组成，这些管子被固定在壳体内部，热流体和冷流体分别在管子内外流动，通过管壁进行热交换。
3. 换热器在工业应用中的重要性是什么？答案：换热器在工业应用中非常重要，它们用于加热、冷却、蒸发、冷凝等多种过程，是提高能源利用效率、节约能源成本的关键设备。
4. 为什么需要定期清洗和维护换热器？答案：定期清洗和维护换热器可以去除污垢和沉积物，防止腐蚀，保证热交换效率，延长设备使用寿命，并确保生产过程的连续性和安全性。
制冷系统中的热交换器设计考核试卷
2.热交换器按其结构形式可分为管壳式、______、翅片式等。
3.在制冷系统中，冷凝器通常位于______的下游。
4.热交换器设计时，通常需要考虑的流体流动状态有层流和______。
5.热交换器内制冷剂的流动方向可以是______或逆流。
6.提高热交换器传热效率的一种方法是增加______。
A.材料的导热系数
B.材料的耐腐蚀性
C.材料的成本
D.材料的加工性
12.以下哪些热交换器适用于低温制冷应用？（）
A.蒸发器
B.冷凝器
C.翅片式热交换器
D.微通道热交换器
13.制冷系统热交换器的设计过程中，以下哪些因素与热交换器的寿命有关？（）
A.材料的疲劳寿命
B.制冷剂的化学性质
C.热交换器的工作条件
12. AD
13. ABCD
14. ABC
15. ABC
16. ABC
17. ABCD
18. AB
19. ACD
20. ABCD
三、填空题
1.热量
2.板式
3.压缩机
4.湍流
5.顺流
6.换热面积
7.压缩机和节流装置
8. Q=U×A×ΔT
9.清洗
10.腐蚀
四、判断题
1. ×
2. √
3. ×
4. √
5. ×
1.下列哪些因素会影响制冷系统热交换器的传热效率？（）
A.制冷剂的种类
B.热交换器材料
C.热交换器表面状况
D.环境温度
2.在制冷系统热交换器设计中，以下哪些步骤是必须考虑的？（）
A.选择合适的制冷剂
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。
热交换器原理与设计答案
热交换器原理与设计答案【篇一：过控习题参考答案】控制通道？何谓干扰通道？它们的特性对控制系统质量有什么影响？控制通道——是指操纵变量与被控变量之间的信号联系；干扰通道——是指干扰作用与被控变量之间的信号联系。
控制通道静态放大倍数越大，系统灵敏度越高，余差越小。
但随着静态放大倍数的增大，系统的稳定性变差。
控制通道时间常数越大，经过的容量数越多，系统的工作频率越低，控制越不及时，过渡过程时间越长，系统的质量越低，但也不是越小越好，太小会使系统的稳定性下降，因此应该适当小一些。
控制通道纯滞后的存在不仅使系统控制不及时，使动态偏差增大，而且还还会使系统的稳定性降低。
干扰通道放大倍数越大，系统的余差也越大，即控制质量越差。
干扰通道时间常数越大，阶数越高，或者说干扰进入系统的位置越远离被控变量测量点而靠近控制阀，干扰对被控变量的影响越小，系统的质量则越高。
1.2 如何选择操纵变量？1）考虑工艺的合理性和可实现性；2）控制通道静态放大倍数大于干扰通道静态放大倍数；3）控制通道时间常数应适当小一些为好，但不易过小，一般要求小于干扰通道时间常数。
干扰动通道时间常数越大越好，阶数越高越好。
4）控制通道纯滞后越小越好。
1.5图1-42为一蒸汽加热设备，利用蒸汽将物料加热到所需温度后排出。
试问：? 影响物料出口温度的主要因素有哪些？? 如果要设计一温度控制系统，你认为被控变量与操纵变量应选谁？为什么？? 如果物料在温度过低时会凝结，应如何选择控制阀的开闭形式及控制器的正反作用？答：? 影响物料出口温度的因素主要有蒸汽的流量和温度、搅拌器的搅拌速度、物料的流量和入口温度。
? 被控变量应选择物料的出口温度，操纵变量应选择蒸汽流量。
物料的出口温度是工艺要求的直接质量指标，测试技术成熟、成本低，应当选作被控变量。
可选作操纵变量的因数有两个：蒸汽流量、物料流量。
后者工艺不合理，因而只能选蒸汽流量作为操纵变量。
? 控制阀应选择气关阀，控制器选择正作用。
热交换器计算示例【《热交换器原理与设计》课件】
《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。
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M 2=15 m 3/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t 1m ＝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＝10.0×10－4 kg /(m ·s )， 导热系数 λ1＝0.14 W /(m ·℃)， 比热 c p1＝2.22×103 J /(kg ·℃)， 密度 ρ1＝825 kg /m 3。
② 传热量QQ ＝M 1 c p1 (t′1－t″1)＝3 000×2.22×103×(140－40)＝666 000×103 J /h ③ 冷却水出口温度t″2由 Q ＝M 2 c p2 (t″2－t′2)，得t″2＝Q M 2c 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 t 2m ＝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＝7.22×10－4 kg /(m ·s )， 导热系数 λ2＝0.627 W /(m ·℃)， 比热 c p2＝4.18×103 J /(kg ·℃)， 密度 ρ2＝994 kg /m 3。
热交换器原理与设计作业
热交换器原理与设计平时作业一，选择1．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B.固定管板式C.U型管式D.填料函式2.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3.(单选题)螺旋板式换热器不适用于以下哪种情形(D)。
A.小流量B.气-液传热C.加热低粘度液体D.高温回水散热4.用水和蒸汽直接接触的方法使蒸汽冷凝最后得到水与冷凝液的混合物的设备是(A)。
A.混合式冷凝器B.喷射式换热器C.气体洗涤塔D.冷水塔5.对于板翅式换热器,以下哪种说法是正确的(B)A.换热面积没有得到有效增加B.可用于多种流体换热C.翅片高度越高,翅片效率越高D.翅片厚度越小,翅片效率越高6.当预测结果有可能发生振动时,以下哪种措施无法实现防振和减振(B)。
A.降低壳侧的流速B.减少管子的固有频率C.提高声振频率D.增加管子的固有频率7.下列哪种热交换器是由板管束和壳体两部分组成(A)。
A.板壳式换热器B.管式换热器C.立管式换热器D.板翅式换热器8.以下换热器中比表面积最小的是(B)。
A.小管径换热器B.大管径换热器C.微通道换热器D.板式换热器9.冷却塔位置的选择应该考虑的因素中,以下哪条是错误的(B)。
A.应通风良好B.靠近新风入口C.远离烟囱D.远离厨房排油烟口10.蓄热式热交换器中,冷、热流体交替地流过同一固体传热面及其所形成的通道,依靠构成传热面物体的(A)作用,实现冷、热流体之间的热交换。
A.热容B.吸热C.放热11.多选下列不属于列管式换热器的是（D）A.浮头式B.固定管板式C.板壳式D.螺旋板式二，填空1．板式热交换器的三个主要部件是：传热板片，密封垫圈，压紧装置。
2.对于列管式换热器，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，因折流挡板的作用可使在低雷诺数(Re＞100)下即可达到湍流3.热交换器单位体积中所含的传热面积的大小大于等于700m2/m3，为紧凑式换热器4．热管由管壳、毛细多孔材料、蒸汽腔组成。
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-题库-考点整理-史美中(总6页)本页仅作为文档页封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March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。
热交换器原理与设计复习考核重点
第二章管壳式热交换器1、管壳式热交换器按其结构的不同一般可分为固定管板式、U形管式、浮头式和填料式四种类型。
管壳式热交换器，具有结构简单、造价较低、选材范围广、适用范围广、处理能力大、清洗方便等优点，还能适应高温高压的要求。
但传热效果较差、体积比较庞大，因此在某些场合需要使用在传热性能、体积等方面具有一定优点的其他型式热交换器。
（1）固定管板式热交换器：将管子两端固定在位于壳体两端的固定管板上，固称之为管板式热交换器。
结构比较简单，重量轻，在壳程数相同的条件下可排的管数多。
但是他的壳程不能检修和清洗，因此宜于流过不宜结垢和清洁的流体，当管束与壳体的温差太大而产生不同的热膨胀时，常会使管子与管板的接口脱开。
从而发生流体的泄漏。
为避免后患可在外壳上装设膨胀节，但它只能减小而不能完全消除由于温差引起的热应力。
这种方法不能照顾到管子的相对移动。
（2）U形管式热交换器:管束由U字形弯管组成。
管子两端固定在同一管板上，弯曲端不加固定，使每根管子具有自由伸缩的余地而不受其他管子及壳体的影响。
可将整个管束抽出清洗，但要清除内壁的污垢却比较困难，因为弯曲的管子需要一定的弯曲半径，因而在制造时需要不同曲率的模子弯管，且使管板的有效利用率降低。
此外，损坏的管子也难于调换，U形管中间部分空间对热交换器的工作有着不利的影响，从而使热的应用受到很大的限制。
（3）浮头式换热器：两端管板只有一端与壳体以法兰实行固定连接（为固定端），另一端的管板不与壳体固定连接而可相对于壳体滑动，这一端为浮头端。
管束的热膨胀不受壳体的约束，壳体与管束之间不会因差胀而产生热应力。
需要清洗和检修时，仅将整个固定端抽出即可进行。
它的缺点是：浮头盖与管板法兰连接有相当大的面积，结果使壳体直径增大，或壳程与管束之间形成了阻力较小的环形通道，部分流体将有此处旁通而不参与热交换过程。
优缺点表明，浮头式热交换器适用于管子与壳体间温差大，壳程介质腐蚀性强，易结垢的情况。
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南京工程学院试卷
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四、 计算题 （本体 2 小题， 共计 29 分）
本题 得分
1 、有一热泵冷凝器，用 R134a 加热水，逆流布置，水流量为 6.22kg/s ，水的比热为 4.187kJ/(kg· K) ，从 36℃加热到 65℃。R134a 的初始压力为 2.12MPa，初始状态为过热状 态，初始温度为 89℃， 2.12MPa 时冷凝温度为 70℃，出口状态为过冷状态，出口温度为 55℃。R134a 其初始状态焓值 h11′=455.91kJ/kg，饱和气体焓值 h12=428.11 kJ/kg ，饱和液 体焓值 h13=304.68kJ/kg，出口过冷状态焓值 h14″=256.05kJ/kg。求 R134a 的质量流量、冷凝 器的平均温差。 （15 分）
三、思考题（本题 2 小题, 每题 15 分，共 30 分)
姓名
本题 得分
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）
学号
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。试问水垢的产生对采用空冷还是水冷的管道的传热系 数影响较大?为什么? （15 分）
南京工程学院试卷 (1)
20 课程所属部门： 考试方式： 开卷 /20 学年 第 2 学期
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能源与动力学院 使用班级：
课程名称： 热交换器原理与设计 热能与动力工程（核电站集控运行） 主管领导批准： 六 七 八 九 十 总分
命 题 人： 张翠珍 题号 得分 一 二
教研室主任审核： 三 四 五
班级
学号
姓名
南京工程学院试卷
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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
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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）
学号
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Fra bibliotek班级）
b. 高而薄
c 低而薄
本题 得分
二、问答题(本题 4 小题, 每题 8 分，共 32 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）
一、选择题（本题 3 题 ,每题 3 分,共 9 分）
姓名
本题 得分
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
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（ a. 2-1 b. 1-2 c 2-2 ）型管壳式换热器。
南京工程学院试卷
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2、冷油器的进口油温为 58.7℃，冷油器为逆流布置，油的流量为 39m3/h, 运行温度下的物 性为ρ 1=879kg/m3, c1=1.85kJ(kg·k), 冷却水的进口温度为 33℃，出口温度为 38℃，冷却 水流量为 47.7t/h, 传热系数为 320W/m2·k, 试计算该换热器的传热面积和传热有效度。 （14 分）