4传热习题课

7. 用冷却水将一定量的热流体由100℃冷却到 40℃，冷却水初温为15℃， 在设计列管式换热器 时，采用两种方案比较，方案I是令冷却水终温为 30℃， 方案II是令冷却水终温为35℃，则用水量 小于 A2（大于、小 W1＿＿ 大于 W2，所需传热面积A1＿＿＿ 于、等于）。
b/（λS） 8. 单层间壁热阻的表达式为______________ ，用 K•W-1 SI制表示的单位是________________ 。
U 9.81 (4 10) 4.32 103 3.42 104
4.19kJ /(kg C )
4
3.84 104 J / kg 38.4kJ / kg
（２）水温 取水的比热容为
，则水进入容器时的温度为
3.84 10 t 5 14.2C 3 4.19 Байду номын сангаас 10
35 .3 所需加压站的个数： n 5.83 6 6
22.用泵将5℃的水从水池吸上，经换热器预热 后打入某容器。已知泵的流量度1000kg/h,加 热器的传热速率为11.6W，管路的散热率为 2.09kw,泵的有效功率为1.2kw。设 池面与容器的高度不变，求水进入容器时的温 度。
2 2’ 10m
0 4m 1 1’
0’
分析：本系统对水提供能量的来源有二：泵和 加热器。泵所提供的能量除使水的机械能增加 外，其余部分则因克服流动阻力而转化为热能。 这部分热能和加热器加入的热能，一部分散失 到环境中，一部分被水吸收转化为内能使水温 升高。如果设法求出水的内能增加值，该问题 就迎刃而解。 解：方法一 (1)水的内能增加值 如图,以0-0'面为基准面，列1-1’.2-2’截面间 的柏努利方程式，以表压计。
传导传热 5. 热量传递的基本方式有＿＿＿＿＿＿ , 对流传热 辐射传热 ＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿。
6 平均总传热系数K与间壁两侧对流传热系数α1.α2 以及间壁导热系数λ的关系简化式为 ____________________. 当间壁管规格为 (1/K)=(1/α1+b/λ+1/α2) φ108×4mm,导热系数为45(W•m-1•K-1)时,两侧给 热系数分别为8000(W•m-2•K-1)和1000(W•m-2•K-1) 824(W•m-2•K-1) 时,总传热系数=_________.
3 . 厚度不同的三种材料构成三层平壁,各层接触良好,已知 b1>b2>b3;导热系数λ1<λ2<λ3在稳定传热过程中，各层的热 > > 阻R1______R2______R3;各层导热速率Q1____Q ＝ 2____Q ＝ 3。
4. 冷、 热气体在间壁换热器中换热，热气体进口温度T1 ＝400℃， 出口温度T2为200℃，冷气体进口温度ｔ1＝ 50℃，两股气体的质量流量相同,物性数据可视为相同,若 250 不计热损失时，冷气体出口温度为＿＿＿＿℃； 若热损失 240 为5％时，冷气体出口温度为＿＿＿℃。
14. 导热系数受哪些因素影响?现有建筑砖（ρ＝ 1800kg•m-3）和煤灰砖（ρ＝700 kg•m-3）两种材料，哪种 保温性能好? 组成：纯物质的导热系数好; 结构：结构致紧、密度大的材料导热系数大; 温度：一般温度升高，导热系数减小。 煤灰砖的保温性能好。
15.
×) 凡稳定的圆筒壁传热，热通量为常数。(
16. 流体作层流流动时，摩擦系数λ只是Re的函数，而与管壁 的粗糙度无关。 （ ） √
17. 为了提高压强计的灵敏度以测量微小的压强差，可采用
微差压强计。当其中的两指示液密度相差越大时，其灵敏 度就越高。× （ ） 18. 强化传热过程最有效的途径是增大传热面积，提高传热 温度差。（× ） 19. 在稳定的多层平壁导热中，若某层的热阻较大，则这层的 导热温度差就较小（ × ）
U 2 U1 g (Z1 Z 2 ) We Q
传热速率： Q
11.6 2.09 9.51kW
9.51 103 3600 Q 3.42 104 J / kg 1000
泵对水加入的能量：
水的内能增加值：
1.2 103 3600 We 4.32 104 J / kg 1000
p2 u 2 u1 U2 Z1 g We Q U1 gZ2 2 2 式中U1、U2 ——截面１，２水的内能，J/Kg ； Q——加热器加入的热量，J/Kg。
p1
2
2
已知
u1 u 2 o p1 p2 0 Z 2 10m
Z1 4m
将其代入上式， 整理得
20 103 0.786m / s 先求原油的流速： u 解： 2 3600 900 0.785 0.1
然后判断流型：Re
du


0.1 0.786 900 70 10
3
1010 ＜2000
所以流动类型为滞流。 200km管路可产生的压降为
32lu 32 70 103 200 103 0.786 p f 35.3MPa 2 2 d 0.1
大 1. 间壁换热器管壁温度 t接近α_________一侧的流体温度； 热阻大 总传热系数Ｋ的数值接近________________一侧的α值。
2. 冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90℃， 出口温度为50℃，冷水进口温度为15℃，出口温度为 5 53℃，冷热水的流量相同，则热损失占传热量的＿＿＿％ （冷热水物性数据视为相同）
12. 在反应器的单根冷却蛇管内通冷却水，其进、出口温度 分别为ｔ1、ｔ2，蛇管外有热流体稳定流过,借搅拌器作用， 使热流体保持均匀温度T(T为热流体出口温度) ，如冷却蛇管 长度增加一倍,其它条件不变,问出口水温ｔ2应( A )。 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不一定 ∵Q＝qm,ccpc(t2－t1)＝KSΔtm
20. 在相同条件下，采用逆流操作比采用并流操作，所需传热
面积要小（ √ ）
21.用 108mm ×4mm的管线每小时输送原油20t。原油 密度为900kg/m3 ，粘度为70mPa· s。已知管线总长 200km，管子最大许用压强为6.0Mpa（表压），试 定量分析输送途中至少需要几个加压站？
10. 对一台正在工作的列管式换热器，已知α1＝116 W•m-2•K-1 ，α2＝11600 W•m-2•K-1， 要提高传热系数 （K），最简单有效的途径是（ A ）。 A. 设法增大α1; B. 设法增大α2; C. 同时增大α1和α2。
11. 穿过三层平壁的稳定导热过程，如图所示，试比较第一层的 热阻R1与第二、三层热阻R2、R3的大小( C )。 A. R1>(R2+R3) B. R1<(R2+R3) C. R1=(R2+R3) D. 无法比较
9. 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 __________ 、_________ 热传导 和________ 对流 对流 三个串联的热传递 环节组成，由图分析可知:α1___ < α2，控制热阻应在 ________ 侧，因此若强化该传热过程，应从________ 侧 A A 着手。
＝Kπｄl(t2-t1)/ln[(T-t1)/(T-t2)]
∴qm,ccpc ＝Kπｄl / ln[(T-t1)/(T-t2)] 此等式左边为恒值， 则右边也应为恒值，现l增大一倍，
则ln[(T-t1)/(T-t2)]必也增大一倍，则t2必增大
13. 传热系数是物质传热能力的标志，一般情况下，金属 的传热系数较大，非金属的传热系数较小。（ √ ）