2019化工原理第三版传热习题
化工原理传热习题及答案
化工原理习题及答案第五章传热姓名____________班级____________学号_____________成绩______________一、填空题：1.（6分）某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失,若容器外表温度为500℃, 而环境温度为20℃, 采用某隔热材料,其厚度为240mm,λ=,此时单位面积的热损失为_______。
(注:大型容器可视为平壁)***答案*** 1140w2.（6分）某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失,若容器外表温度为500℃, 而环境温度为20℃, 采用某隔热材料,其厚度为120mm, λ=,此时单位面积的热损失为_______。
(注:大型容器可视为平壁)***答案*** 1000w3.（6分）某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失,若容器外表温度为150℃, 而环境温度为20℃,要求每平方米热损失不大于500w, 采用某隔热材料,其导热系数λ=,则其厚度不低于_______。
(注:大型容器可视为平壁)***答案*** 91mm4.（6分）某间壁换热器中,流体被加热时,圆形直管内湍流的传热系数表达式为___________________.当管内水的流速为,计算得到管壁对水的传热系数α=2.61(kw.m.K).若水的其它物性不变,仅改变水在管内的流速,当流速为,此时传热系数α=_____________.***答案*** α=0.023(λ/d)Re Prα=3.81(kw.m.K)5.（6分）某间壁换热器中,流体被加热时,圆形管内湍流的传热系数表达式为_____________________.当管内水的流速为,计算得到管壁对水的传热系数α=2.61(kw.m.K).若水的其它物性不变,仅改变水在管内的流速,当流速为,此时传热系数α=________________.***答案*** α=0.023(λ/d)Re Prα=5.26(kw.m.K)6.（3分）牛顿冷却定律的表达式为_________，给热系数（或对流传热系数）α的单位是_______。
化工原理--传热习题及答案
传热习题及答案一、选择题：1、关于传热系数K 下述说法中错误的是（ ）CA 、传热过程中总传热系数K 实际是个平均值；B 、总传热系数K 随着所取的传热面不同而异；C 、总传热系数K 可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关；D 、要提高K 值，应从降低最大热阻着手；2、在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（ ），走壳程的有（ ）。
Ａ、Ｃ、Ｄ；Ｂ、Ｅ、ＦＡ、高压流体； Ｂ、蒸汽； Ｃ、易结垢的流体；Ｄ、腐蚀性流体； Ｅ、粘度大的流体； Ｆ、被冷却的流体；3、影响对流传热系数的因素有( )。
A 、B 、C 、D 、EA 、产生对流的原因；B 、流体的流动状况；C 、流体的物性；D 、流体有无相变；E 、壁面的几何因素；4、某套管换热器，管间用饱和水蒸气将湍流流动的空气加热至指定温度，若需进一步提高空气出口温度，拟将加热管管径增加一倍（管长、流动状态及其他条件均不变），你认为此措施是：AA 、不可行的；B 、可行的；C 、可能行，也可能不行；D 、视具体情况而定；解：原因是：流量不变 2d u =常数当管径增大时，a. 2/u l d ∝，0.80.2 1.8/1/u d d α∝=b. d 增大时，α增大，d α∝综合以上结果， 1.81/A d α∝，管径增加，A α下降根据()21p mc t t KA-=m Δt 对于该系统K α≈∴2112ln m t t KA t A T t T t α-∆≈-- 即 121ln p mc A T t T t α=-- ∵A α↓ 则12ln T t T t -↓-∴2t ↓⇒ 本题在于灵活应用管内强制湍流表面传热系数经验关联式：0.80.023Re Pr n u N =，即物性一定时，0.80.2/u d α∝。
根据连续性方程，流量不变时，24V d u π==常数，所以管径变化，管内流速也发生变化。
管间用饱和水蒸气加热，热阻小，可以忽略不计，总热阻近似等于管内传热热阻，即K α≈5、对下述几组换热介质，通常在列管式换热器中K 值从大到小正确的排列顺序应是（ ）。
化工原理传热练习题
化工原理传热练习题传热概念：1、传热的三种基本方式2、如何测定及如何提高对流传热的总传热系数K4、如何强化传热计算公式（1）热量衡算（有相变、无相变）K的计算、平均温度差、总传热速率方程、传热面积的计算（判别是否合用）（例4－8）（2）流体在圆形管内作强制湍流流动时α计算式（公式、条件），粘度μ对α的影响。
（3）实验测K (例4－9)（4）换热器操作型问题（求流体出口温度，例4－10）二实验题（10）1．利用过热蒸汽进行传热实验的过程中，若运行一段时间后，传热膜系数下降，可能的原因是什么？如何解决？2.蒸汽冷凝传热时，为什么要排放不凝性气体？内管壁温接近于哪一侧流体的温度？3.为了提高换热器的总传热系数K，应提高空气侧，还是水侧的和S？为什么？换热器中冷热流体的流动方向有几种，当选择流向时应如何考虑？4．阐述液体沸腾曲线的基本形状，一般沸腾应处于什么状态才能达到较好的换热效果？1、（4分）换热器中冷热流体的流动方向有：逆流，并流，折流和错流。
（1分）当采用逆流时，在传热量和总换热系数一定的情况下，换热器的传热面积较小，另外，采用逆流还可以节省加热介质或冷却介质的用量。
通常，换热器尽可能采用逆流操作。
（1分）当某些特殊工艺要求时，对流体的温度有所限制，如冷流体被加热时不能超过某一温度，或热流体被冷却时不能低于某一温度时，可采用并流。
（1分）采用折流或错流时，主要是为了满足换热器的结构要求，或提高总传热系数。
（1分）2、（6分）液体沸腾曲线主要包括自然对流、泡状沸腾和膜状沸腾。
（3分）一般沸腾应处于泡状沸腾状态才能达到较好的效果，此时传热系数和热通量都较大。
（3分）5．灰体的定义及特点6、设计一套实验装置要求既可以测量总传热系数，又可同时测量对流传热系数，标注仪表、仪器名称。
并简要说明试验步骤，需要测量那些参数。
？三计算题（60分）3 （20分）在一列管式换热器内用水冷却苯。
苯走管程，流量为1.5kg/s，由80o C 被冷却至30o C。
化工原理第三版答案杨祖荣
解：图中1、2为等压面，即p1?p2
p1?pa??gh1p2?p3??0gr1
3
?pa??gh1?p3??0gr1(1)又p5?p6?pb??gh3??0gr2p3?p4?p5??g(h4?h2)
r1?r钢?0.00234?0.016% 14.471
4.332?29.94% 14.471
10137.?70.05% 14.471r2?r石棉?r3?r软木?
由以上计算可知钢管热阻很小，且r软木?r石棉。
(3)若将?1和?2互换，厚度不变，且认为t1和t4不变。
q?2???110?10???37.94w/m 130160190ln?ln?ln45270.0430016.60
?m??1?1??1?2????n?n
式中，?i为气体混合物中i组分的体积分率。
或?m?pmm rt
其中mm?m1y1?m2y2???mnyn
1-1-2压力
流体垂直作用于单位面积上的力，称为流体的静压强，又称为压力。在静止流体中，作用于任意点不同方向上的压力在数值上均相同。
压力的单位
（1）按压力的定义，其单位为n/m2，或pa；
?p?pa?0.3?9.81?(998?920)?0.003?920?9.81 ?256.6pa (表压)
9．为了排出煤气管中的少量积水，用附图所示的水封装置，水由煤气管道中的垂直支管排出。已知煤气压力为10kpa（表压），试求水封管插入液面下的深度h。
解:煤气表压p??gh
p10?103
h??3?1.02m
化工原理传热习题及答案
化工原理习题及答案第五章传热姓名____________班级____________学号_____________成绩______________一、填空题：1.（6分）某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失,若容器外表温度为500℃, 而环境温度为20℃, 采用某隔热材料,其厚度为240mm,λ=此时单位面积的热损失为_______。
(注:大型容器可视为平壁)***答案*** 1140w2.（6分）某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失,若容器外表温度为500℃, 而环境温度为20℃, 采用某隔热材料,其厚度为120mm, λ=此时单位面积的热损失为_______。
(注:大型容器可视为平壁)***答案*** 1000w3.（6分）某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失,若容器外表温度为150℃, 而环境温度为20℃,要求每平方米热损失不大于500w, 采用某隔热材料,其导热系数λ=则其厚度不低于_______。
(注:大型容器可视为平壁)***答案*** 91mm4.（6分）某间壁换热器中,流体被加热时,圆形直管内湍流的传热系数表达式为___________________.当管内水的流速为0.5m.s时,计算得到管壁对水的传热系数α=.K ).若水的其它物性不变,仅改变水在管内的流速,当流速为0.8m.s时,此时传热系数α=_____________.***答案*** α=(λ/d)Re Prα=.K)5.（6分）某间壁换热器中,流体被加热时,圆形管内湍流的传热系数表达式为_____________________.当管内水的流速为0.5m.s时,计算得到管壁对水的传热系数α= .K).若水的其它物性不变,仅改变水在管内的流速,当流速为1.2m.s时,此时传热系数α=________________.***答案*** α=(λ/d)Re Prα=.K)6.（3分）牛顿冷却定律的表达式为_________，给热系数（或对流传热系数）α的单位是_______。
化工原理(上册)—化工流体流动与传热第三版柴诚敬习题答案
化工原理(上册) - 化工流体流动与传热第三版柴诚敬习题答案第一章：引言习题1.1答案：该题为综合性问题，回答如下：根据流体力学原理，液体在容器中的自由表面是一个等势面，即在平衡时，液体表面上各点处的压力均相等。
所以整个液体处于静止状态。
习题1.2答案：该题为计算题。
首先，根据流速的定义：流体通过某个截面的单位时间内通过的体积与截面积之比，可得流速的公式为：v = Q / A，其中v表示流速，Q表示流体通过该截面的体积，A表示截面积。
已知流速v为10m/s，截面积A为0.5m²，代入公式计算得：Q = v × A = 10m/s × 0.5m² = 5m³/s。
所以，该管道内的流体通过的体积为5立方米每秒。
习题1.3答案：该题为基础性知识题。
流体静压头表示流体的静压差所能提供的相当于重力势能的高度。
根据流体的静压力与流体的高度关系可知，流体静压力可以通过将流体的重力势能转化为压力单位得到。
由于重力势能的单位可以表示为m·g·h，其中m为流体的质量，g为重力加速度，h为高度。
而流体的静压头就是将流体静压力除以流体的质量得到的，即流体静压力除以流体的质量。
所以，流体静压头是等于流体的高度。
第二章：流体动力学方程习题2.1答案：该题是一个计算题。
根据题意，已知流体的密度ρ为1.2 kg/m³，截面积A为0.4 m²，流速v为2 m/s，求流体的质量流量。
根据质量流量公式：Q = ρ × A × v，代入已知数值计算得：Q = 1.2 kg/m³ × 0.4 m² × 2 m/s = 0.96 kg/s。
所以，流体的质量流量为0.96 kg/s。
习题2.2答案：该题为综合性问题，回答如下：流体动量方程是描述流体运动的一个重要方程，其中包含了流体的质量流量、速度和压力等参数。
陈敏恒《化工原理》(第3版)课后习题(含考研真题)(热、质同时传递的过程 课后习题详解)
13.2 课后习题详解（一）习题过程的方向和极限13-1 温度为30℃、水汽分压为2kPa的湿空气吹过如表13-1所示三种状态的水的表面时，试用箭头表示传热和传质的方向。
表13-1解：已知：t＝30℃，P＝2kPa，与三种状态水接触。
求：传热、传质方向（用箭头表示）查水的饱和蒸汽压以Δt为传热条件，为传质条件，得：表13-213-2 在常压下一无限高的填料塔中，空气与水逆流接触。
入塔空气的温度为25℃、湿球温度为20℃。
水的入塔温度为40℃。
试求：气、液相下列情况时被加工的极限。
（1）大量空气，少量水在塔底被加工的极限温度；（2）大量水，少量空气在塔顶被加工的极限温度和湿度。
解：已知：P＝101.3kPa，，逆流接触。
求：（1）大量空气，少量水，（2）大量水，少量空气，（1）大量空气处理少量水的极限温度为空气的湿球温度（2）大量水处理少量空气的极限温度为水的温度且湿度为查40℃下，过程的计算13-3 总压力为320kPa的含水湿氢气干球温度t＝30℃，湿球温度为t w＝24℃。
求湿氢气的湿度H（kg水/kg干氢气）。
已知氢-水系统的α/k H≈17.4kJ/（kg·℃）。
解：已知：P＝320kPa，t＝30℃，氢水-水系统，求：H（kg水/kg干氢气）查得24℃下，13-4 常压下气温30℃、湿球温度28℃的湿空气在淋水室中与大量冷水充分接触后，被冷却成10℃的饱和空气，试求：（1）每千克干气中的水分减少了多少？（2）若将离开淋水室的气体再加热至30℃，此时空气的湿球温度是多少？图13-1解：已知：P＝101.3 kPa，求：（1）析出的水分W（kg水/kg干气）（1）查水的饱和蒸汽压（2）设查得与所设基本相符，13-5 在t1＝60℃，H1＝0.02kg/kg的常压空气中喷水增湿，每千克的干空气的喷水量为0.006kg，这些水在气流中全部汽化。
若不计喷入的水本身所具有的热焓，求增湿后的气体状态（温度t2和湿度H2）。
化工原理(管国锋主编-第三版)课后习题答案4-传热及换热器
第4章 传热及换热器1）用平板法测定材料的导热系数，其主要部件为被测材料构成的平板，其一侧用电热器加热，另一侧用冷水将热量移走，同时板的两侧用热电偶测量其表面温度。
设平板的导热面积为0.03m 2，厚度为0.01m 。
测量数据如下：试求：①该材料的平均导热系数。
②如该材料导热系数与温度的关系为线性：，则λ0和a 值为多少？001825.0)/(4786.0]2/)50200(1[5878.0]2/)100300(1[6533.0)/(6206.02/)()/(5878.01153.201.0/03.0)50200()/(6533.01408.201.0/03.0)200300(/)(1][000002102201121=⋅=++=++=∴⋅=+=⋅=⨯=⨯-⋅=⨯=⨯-∴=-=a C m w a a C m w C m w C m w VIL S t t Q m λλλλλλλλλλλ得）解2）通过三层平壁热传导中，若测得各面的温度t 1、t 2、t 3和t 4分别为500℃、400℃、200℃和100℃，试求合平壁层热阻之比，假定各层壁面间接触良好。
3）某燃烧炉的平壁由耐火砖、绝热砖和普通砖三种砌成，它们的导热系数分别为1.2W/(m ·℃)，0.16 W/(m ·℃)和0。
92 W/(m ·℃)，耐火砖和绝热转厚度都是0.5m ，普通砖厚度为0.25m 。
已知炉内壁温为1000℃，外壁温度为55℃，设各层砖间接触良好，求每平方米炉壁散热速率。
4）在外径100mm 的蒸汽管道外包绝热层。
绝热层的导热系数为0.08W/(m ·℃)，已知蒸汽管外壁150℃，要求绝热层外壁温度在50℃以下，且每米管长的热损失不应超过150W/m ，试求绝热层厚度。
5）Φ38×2.5mm 的钢管用作蒸汽管。
为了减少热损失，在管外保温。
50第一层是mm 厚的氧化锌粉，其平均导热系数为0.07 W/(m ·℃)；第二层是10mm 厚的石棉层，其平均导热系数为0.15 W/(m ·℃)。
化工原理课后习题答案第4章传热习题解答
习 题1. 如附图所示。
某工业炉的炉壁由耐火砖λ1=1.3W/（m·K）、绝热层λ2=0.18W/（m·K）及普通砖λ3=0.93W/（m·K）三层组成。
炉膛壁内壁温度1100o C ，普通砖层厚12cm ，其外表面温度为50 oC 。
通过炉壁的热损失为1200W/m 2，绝热材料的耐热温度为900 oC 。
求耐火砖层的最小厚度及此时绝热层厚度。
设各层间接触良好，接触热阻可以忽略。
已知：λ1=1.3W/m·K ，λ2=0.18W/m·K ，λ3=0.93W/m·K，T 1＝1100 o C ，T 2＝900 o C ，T 4＝50o C ，3δ＝12cm ，q ＝1200W/m 2，Rc ＝0求： 1δ＝？2δ＝？解： ∵δλT q ∆=∴1δ＝m qTT 22.0120090011003.1211=-⨯=-λ又∵33224234332322λδλδδλδλ+-=-=-=T T T T T T q∴W K m q T T /579.093.012.01200509002334222⋅=--=--=λδλδ得：∴m 10.018.0579.0579.022=⨯==λδ习题1附图习题2附图2. 如附图所示。
为测量炉壁内壁的温度，在炉外壁及距外壁1/3厚度处设置热电偶，测得t 2=300 oC ，t 3=50 o C 。
求内壁温度t 1。
设炉壁由单层均质材料组成。
已知：T 2=300o C ，T 3=50o C 求： T 1=？ 解： ∵δλδλ31323T T TT q -=-=∴T 1－T 3＝3（T 2－T 3）T 1＝2(T 2－T 3)+T 3=3×(300-50)+50＝800 oC 3. 直径为Ø60×3mm 的钢管用30mm 厚的软木包扎，其外又用100mm 厚的保温灰包扎，以作为绝热层。
现测得钢管外壁面温度为–110o C ，绝热层外表面温度10oC 。
化工原理：传热习题(含答案)
第四章 传热一、填空题：1、在包有二层相同厚度保温材料的园形管道上，应该将 材料包在内层，其原因是 ， 导热系数小的 减少热损失 降低壁面温度2、厚度不同的三种平壁，各层接触良好，已知321b b b >>；导热系数321λλλ<<。
在稳定传热过程中，各层的热阻R 1 R 2 R 3 各层的导热速率Q 1 Q 2 Q 3 在压强恒定的条件下，空气的粘度随温度降低而—————————— 。
解①R 1>R 2>R 3 ， Q 1=Q 2=Q 3 ②降低 3、①物体辐射能力的大小与 成正比，还与 成正比。
②流体沸腾根据温度差大小可分为 、 、 、三个阶段，操作应控制在 。
因为40100⎪⎭⎫⎝⎛==T c E E b εε ∴E ∝T 4 ，E ∝ε ②自然对流 泡状沸腾 膜状沸腾 泡状沸腾段 4、①列管式换热器的壳程内设置折流的作用在于 ，折流挡板的形状有 等。
②多层壁稳定导热中，若某层的热阻最大，则该层两侧的温差 ；若某层的平均导热面积最大，则通过该层的热流密度 。
解①提高壳程流体的流速，使壳程对流传热系数提高 ， 园缺形（弓形），园盘和环形②最大 ， 最小 5、①在确定列管换热器冷热流体的流径时，一般来说，蒸汽走管 ；易结垢的流体走管 ；高压流体走管 ；有腐蚀性液体走管 ；粘度大或流量小的流体走管 。
①外， 内 ，内 ， 内 ， 外 6、①在一卧式加热器中，利用水蒸汽冷凝来加热某种液体，应让加热蒸汽在 程流动，加热器顶部设置排气阀是为了 。
②列管换热器的管程设计成多程是为了 ；在壳程设置折流挡板是为了 ； 解 ①壳程 ， 排放不凝气，防止壳程α值大辐度下降 ②提高管程值 α ， 提高壳程值α 7、①间壁换热器管壁wt 接近α 侧的流体温度；总传热系数K 的数值接近 一侧的α值。
②对于间壁式换热器：mt KA t t Cp m T T Cp m ∆=-=-)()(122'2211'1等式成立的条件是 、 、 。
化工原理练习题(传热)
化工原理练习题（传热）一.填空题1. 厚度不同的三种材料构成三层平壁,各层接触良好,已知b >b >b ;导热系数λ <λ <λ 。
在稳定传热过程中，各层的热阻R ______R ______R ;各层导热速率Q ___Q ___Q 。
2. 圆筒壁总传热系数K与间壁两侧对流传热系数α .α 以及间壁导热系数λ的关系为_________.当间壁管规格为φ108×4mm,导热系数为45(w. m .K )时,管内外两侧给热系数分别为8000 (w.m .K )和1200(w.m .K )时,总传热系数K __________.3. 一列管换热器，列管规格为φ38×3, 管长4m,管数127根，则外表面积F =____________________，而以内表面积计的传热面积F ______________。
4. 列管式换热器的壳程内设置折流挡板的作用在于___________________，折流挡板的形状有____________________，____________________等。
二.选择题1. 列管换热器管程常用流速范围为：一般液体( ),气体( )。
A. 0.5～3m.sB. 3～15m.sC. 5～30m.s2. 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ｔ 、ｔ ，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) ，如冷却蛇管长度增大一倍,其它条件不变,问出口水温ｔ 应( )。
A. 增大B. 减小C. 不变D. 不一定三、.问答题1. 说明流体流动类型对给热系数的影响。
2. 传导传热,对流传热和辐射传热,三者之间有何不同?3. 有一高温炉，炉内温度高达1000℃以上，炉内有燃烧气体和被加热物体，试定性分析从炉内向外界大气传热的传热过程。
四.计算题1. φ120×5mm的蒸汽管外拟包一层保温材料,其导热系数为0.07w.m .K 。
化工原理《传热》习题及答案
化工原理《传热》习题及答案1、某加热器外面包了一层厚为300mm 的绝缘材料，该材料的导热系数为0.16W/（m ⋅℃），已测得该绝缘层外缘温度为30℃，距加热器外壁250mm 处为75℃，试求加热器外壁面温度为多少？ 解：22321121λλb t t b t t AQ -=-= C 3007516.025.016.005.03075o 21122321=+⨯-=+λ⨯λ-=∴t b b t t t 2、某燃烧炉的平壁由下列三种砖依次砌成；耐火砖 b 1=230mm ， λ1=1.05 W/(m·℃)绝热砖 b 2=230mm ， λ2=0.151W/(m·℃)建筑砖 b 3=240mm ， λ3=0.93W/(m·℃)已知耐火砖内侧温度为1000℃，耐火砖与绝热砖界面处的温度为940℃，要求绝热砖与建筑砖界面处的温度不得超过138℃，试求：（1） 绝热层需几块绝热砖；（2） 普通砖外侧温度为多少？解：（1）b 2=?m442.09.273151.013894005.123.094010002222321121=∴=-=-λ-=λ-=b b b t t b t t AQ 230mm<b 2=442mm<230×2mm则：绝热层需两块绝热砖。
校核t 2=?CC t t o o 1386.1059.273151.046.094022<=∴=- （2）t 4=?C9.3493.024.06.1059.273o 443343=∴-==λ-=t t b t t A Q 3、Φ50×5㎜的不锈钢管，导热系数λ1＝16Ｗ／（ｍ·Ｋ），外面包裹厚度为30mm 导热系数λ２＝0.2W/（ｍ·Ｋ）的石棉保温层。
若钢管的内表面温度为623Ｋ，保温层外表面温度为373Ｋ，试求每米管长的热损失及钢管外表面的温度。
解：已知钢管的内半径mm 20252501=⨯-=r 钢管的外半径mm 252502==r 保温层的外半径mm 5530253=+=r根据式（3-12a ），每米管长的热损失W 39794.3014.015702555ln 2.012025ln 161)373623(12ln 1ln 1)(223212131=+=+-⨯⨯π=λ+λ-π=r r r r t t L Q由于是定态热传导，故各层传导的热量应该相等，可得到钢管外表面的温度t 2。
化工原理传热例题
对于保温层有
Q
2（t 2
t
）
3
L
1 ln r3
2 r2
则t 2
=t3
+
Q L
ln r3 r2
22
=
80+528.7
ln 0.0395 0.0095
2 0.2
℃=678.7℃
于是保温层内温度分布
t
=t
2
-
t2 t ln r3
3
ln
r r2
=678.7-
项目 温度降（℃）
耐火砖 保温砖 建筑砖
110.4 516.2 193.4
热阻（℃. W-1）
0.164 0.767 0.288
对于串联的多层热阻， 各层温差的大小与其热阻成正比。
2019/6/20
例5：在φ 60mm×3.5mm的钢管外包有两层绝 热材料，里层为40mm的氧化镁粉，平均热导率
λ=0.07 w/m·k，外层为20mm的石棉层，其平均热
2019/6/20
Re du 0.02 0.4997 8836 过渡流区
90.27 105
Pr
cp
4179 90.27 105 60.8 102
6.2
，l d
2 0.02
100
可按
0.023
d
du
0.8
• λm=1.0×（1+0.001 × 575）=1.575w/m·℃
• 热通量:q=Q/S=λm（t1-t2）/b=1.575×（900-250）
2019化工原理第三版传热习题
传热一、填空(1) 在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于侧的对流传热系数，而壁温接近于侧流体的温度值。
(2) 热传导的基本定律是。
间壁换热器中总传热系数K的数值接近于热阻（大、小）一侧的?值。
间壁换热器管壁温度tW接近于?值（大、小）一侧的流体温度。
由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈小，则该壁面的热阻愈（大、小），其两侧的温差愈（大、小）。
(3)由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈大，则该壁面的热阻愈，其两侧的温差愈。
(4)在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在，减少热阻的最有效措施是。
(5) 消除列管式换热器温差应力常用的方法有三种，即在壳体上加膨胀节、采用浮头式或U管式结构；翅片管换热器安装翅片的目的是增加面积，增强流体的湍动程度以提高传热系数。
(6) 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?1<?2<?3，在稳定传热过程中，各层的热阻，各层导热速率。
(7) 物体辐射能力的大小与成正比，还与成正比。
(8) 写出三种循环型蒸发器的名称中央循环管式、悬筐式、外加热式。
(9) 在大容积沸腾时液体沸腾曲线包括、和三个阶段。
实际操作应控制在。
在这一阶段内，传热系数随着温度差的增加而。
(10) 传热的基本方式有、和三种。
热传导的基本定律是????其表达式为?????。
(11) 水在管内作湍流流动，若使流速提高到原来的2倍，则其对流传热系数约为原来的倍；管径改为原来的1/2而流量相同，则其对流传热系数约为原来的倍。
（设条件改变后仍在湍流范围）(12) 导热系数的单位为，对流传热系数的单位为，总传热系数的单位为。
二、选择1 已知当温度为T时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度＿＿耐火砖的黑度。
A 大于B 等于C 不能确定D 小于2 某一套管换热器，管间用饱和水蒸气加热管内空气（空气在管内作湍流流动），使空气温度由20℃升至80℃，现需空气流量增加为原来的2倍，若要保持空气进出口温度不变，则此时的传热温差应为原来的倍。
化工原理第三版传热习题
化工原理第三版传热习题IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】传热一、填空(1) 在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于侧的对流传热系数，而壁温接近于侧流体的温度值。
(2) 热传导的基本定律是。
间壁换热器中总传热系数K的数值接近于热阻（大、小）一侧的值。
间壁换热器管壁温度t W接近于值（大、小）一侧的流体温度。
由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈小，则该壁面的热阻愈（大、小），其两侧的温差愈（大、小）。
(3)由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈大，则该壁面的热阻愈，其两侧的温差愈。
(4)在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在，减少热阻的最有效措施是。
(5) 消除列管式换热器温差应力常用的方法有三种，即在壳体上加膨胀节、采用浮头式或 U管式结构；翅片管换热器安装翅片的目的是增加面积，增强流体的湍动程度以提高传热系数。
(6) 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1<2<3，在稳定传热过程中，各层的热阻，各层导热速率。
(7) 物体辐射能力的大小与成正比，还与成正比。
(8) 写出三种循环型蒸发器的名称中央循环管式、悬筐式、外加热式。
(9) 在大容积沸腾时液体沸腾曲线包括、和三个阶段。
实际操作应控制在。
在这一阶段内，传热系数随着温度差的增加而。
(10) 传热的基本方式有、和三种。
热传导的基本定律是其表达式为。
(11) 水在管内作湍流流动，若使流速提高到原来的2倍，则其对流传热系数约为原来的倍；管径改为原来的1/2而流量相同，则其对流传热系数约为原来的倍。
（设条件改变后仍在湍流范围）(12) 导热系数的单位为，对流传热系数的单位为，总传热系数的单位为。
二、选择1 已知当温度为T时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度＿＿耐火砖的黑度。
化工原理热传导练习题
化工原理热传导练习题化工原理热传导练习题热传导是化工原理中的一个重要概念，它涉及到物质内部热量的传递方式。
在实际工程中，我们经常需要计算和分析热传导的问题，因此掌握相关的练习题是非常重要的。
下面，我将为大家提供一些热传导的练习题，希望能够帮助大家更好地理解和应用这一知识。
练习题一：热传导计算问题：一块长为1m，宽为0.5m，厚度为0.1m的金属板，其热导率为50W/(m·K)。
板的左右两侧分别保持在100℃和20℃的温度下。
求金属板内部的温度分布情况。
解析：根据热传导的基本原理，我们可以利用热传导方程来求解这个问题。
热传导方程可以表示为：q = -kA(dT/dx)其中，q是单位时间内通过单位面积的热量传递，k是热导率，A是传热面积，dT/dx是温度梯度。
在本题中，由于板的宽度和厚度都是常数，所以传热面积A是一个常数。
我们可以将热传导方程简化为：q = -kA(dT/dx)由于问题中要求的是温度分布情况，所以我们需要求解dT/dx。
将上述方程进行积分，可以得到：q = -kA(T2 - T1) / L其中，T2和T1分别表示板的两侧温度，L表示板的长度。
将问题中的数据代入上述方程，可以得到：q = -50 × 0.5 × 0.1 (100 - 20) / 1 = -200 W由于热量是从高温区向低温区传递的，所以传热速率q为负值。
练习题二：热传导和材料选择问题：在一个化工装置中，需要将高温的液体通过一个金属管道传输到远处。
为了减少热损失，我们需要选择一个合适的材料作为管道的材质。
已知不同材料的热导率如下：金属A：100 W/(m·K)金属B：50 W/(m·K)金属C：10 W/(m·K)假设管道的长度为100m，管道外温度为20℃，内部温度为200℃。
请问应该选择哪种材料作为管道的材质？解析：根据热传导的基本原理，热损失与热导率成正比。
化工原理--传热习题及答案
传热习题及答案一、选择题：1、 关于传热系数K 下述说法中错误的是（ ）CA 、 传热过程中总传热系数 K 实际是个平均值；B 、 总传热系数K 随着所取的传热面不同而异；C 、 总传热系数K 可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体 的物性无关；D 要提高K 值，应从降低最大热阻着手；2、 在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（ ），走壳程 的有（）。
A 、C 、D;B 、E 、FA 、高压流体；B 、蒸汽；C 、易结垢的流体； D 、腐蚀性流体； E 、粘度大的流体；F 、被冷却的流 体；3、 影响对流传热系数的因素有（）。
A B 、C 、D EA 产生对流的原因；B 、流体的流动状况；C 流体的物性；D 流体有无相变；E 、壁面的几何因素；4、 某套管换热器，管间用饱和水蒸气将湍流流动的空气加热 至指定温度，若需进一步提高空气出口温度， 拟将加热管管径 增加一倍（管长、流动状态及其他条件均不变） ，你认为此措 施是：AA 、不可行的；B 、可行的；C 、可能行，也可能不行；D 视具 体情况而定；解：原因是：流量不变 d 2u 常数 当管径增大时，a. u l/d 2 , u 0-8/d 0'2 1/d 1'8综合以上结果， 根据m 5 t 2 tl KA t m 对于该系统KA_b L_A L T t 2mc p J t 2 ln — 则T t 2A-ln T• t 2b. d增大时，a增大，dA 1/d1'8，管径增加，A下降KA At m本题在于灵活应用管内强制湍流表面传热系数经验关联式：N u O.O23Re0.8Pr n，即物性一定时，u^/d。
.2。
根据连续性方程，流量不变时，V匸"J常数，所以管径变化，管内流速也发生变化。
管间用饱和水蒸气加热，热阻小，可以忽略不计，总热阻近似等于管内传热热阻，即K5、对下述几组换热介质，通常在列管式换热器中K值从大到小正确的排列顺序应是（）。
陈敏恒《化工原理》(第3版)(上册)课后习题-传热(圣才出品)
解：已知：水平蒸汽管加热外部重油，d＝60mm，tm＝20℃，70℃重油； ，
（w/m2）
，求：q
属大容积自然对流
∵水平放置，特性尺寸 I＝d
Gr·Pr＝15.9×1.94×104＝3.09×105 查教材表 6-3 得，A＝0.54，b＝1/4
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6-11 室内水平放置两根表面温度相同的蒸汽管，由于自然对流两管都向周围空气散 失热量。已知大管的直径为小管直径的 10 倍，小管的（GrPr）＝109。试问两管路单位时 间、单位面积的热损失比值为多少？
解：已知：两水平放置圆管，d1＝10d2，Gr·Pr＝109。求：q1/q2 属自然对流， 大小两种管子，不同的只是特性尺寸 I，因水平放置 I＝d
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第6章 传 热
（一）习题 热传导 6-1 如图 6-1 所示。某工业炉的炉壁由耐火砖λ1＝1.3W/（m·K）、普通绝热层λ2＝ 0.18W/（m·K）及普通砖λ3＝0.93W/（m·K）三层组成。炉膛壁内壁温度 ll00℃，普通砖 层厚 12cm，其外表面温度为 50℃。通过炉壁的热损失为 1200W/m2，绝热材料的耐热温 度为 900℃。求耐火砖层的最小厚度及此时绝热层厚度。 设各层间接触良好，接触热阻可以忽略。
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∵苯被加热 ∴可用
公式
6-9 在常压下用列管换热器将空气由 200℃冷却至 120℃℃，空气以 3kg/s 的流量在
管外壳体中平行于管束流动。换热器外壳的内径为 260mm，内有φ25mm×2.5mm 钢管
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传热一、填空(1) 在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于____ 侧的对流传热系数，而壁温接近于______ 侧流体的温度值。
(2) 热传导的基本定律是_。
间壁换热器中总传热系数K的数值接近于热阻— (大、小)一侧的：值。
间壁换热器管壁温度t w接近于值_ (大、小)一侧的流体温度。
由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈小，则该壁面的热阻愈 (大、小)，其两侧的温差愈______________ 大、小)。
(3) 由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈大，则该壁面的热阻愈 ______ ，其两侧的温差愈______ 。
(4) 在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在 __________ ，减少热阻的最有效措施是_______ 。
(5) 消除列管式换热器温差应力常用的方法有三种，即在壳体上加膨胀节、采用浮头式或U管式结构；翅片管换热器安装翅片的目的是增加面积，增强流体的湍动程度以提高传热系数。
(6) 厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知b i>b2>b a，导热系数：1<：2<：3,在稳定传热过程中，各层的热阻________ ，各层导热速率________ 0(7) 物体辐射能力的大小与—成正比，还与 ________ 成正比。
(8) 写出三种循环型蒸发器的名称中央循环管式、悬筐式、外加热式°(9) 在大容积沸腾时液体沸腾曲线包括 ________ 、_______ 和_______________ 三个阶段。
实际操作应控制在________ 0在这一阶段内，传热系数随着温度差的增加而_0(10) 传热的基本方式有—、—和—三种。
热传导的基本定律是爲：其表达式为m 0(11) 水在管内作湍流流动，若使流速提高到原来的2倍，则其对流传热系数约为原来的倍；管径改为原来的1/2而流量相同，则其对流传热系数约为原来的__________ 倍。
(设条件改变后仍在湍流范围)(12) 导热系数的单位为 __________ ，对流传热系数的单位为______________ ，总传热系数的单位为___________ 0二、选择1已知当温度为T时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度—耐火砖的黑度。
A大于B 等于C 不能确定 D 小于2某一套管换热器，管间用饱和水蒸气加热管内空气(空气在管内作湍流流动) ，使空气温度由20C升至80C，现需空气流量增加为原来的2倍，若要保持空气进出口温度不变，则此时的传热温差应为原来的_________ 倍。
A 1.149B 1.74C 2D 不定3 一定流量的液体在一：25X 2.5mm的直管内作湍流流动，其对流传热系数y=1000W/m-C；如流量与物性都不变，改用一：19X 2mm勺直管，则其将变为___________ 。
A 1259B 1496C 1585D 16784对流传热系数关联式中普兰特准数是表示________ 的准数。
A对流传热 B 流动状态 C 物性影响 D 自然对流影响5在蒸气一空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中的___ 在工程上可行。
A提高蒸气流速B 提高空气流速C 采用过热蒸气以提高蒸气温度D 在蒸气一侧管壁加装翅片，增加冷凝面积6在两灰体间进行辐射传热，两灰体的温度差为50C，现因某种原因，两者的温度各升高100C, 则此时的辐射传热量与原来的辐射传热量相比，应该___________ 。
A 减小B 增大C 不变简答1 •热传递有哪几种基本方式？热传导、对流、辐射。
2•各种传热方式相比较，热传导的主要特点是什么？在热传导中，物体各部分之间不发生相对位移。
3•各种传热方式相比较，对流的主要特点是什么？对流仅发生在流体中，流体各部分之间发生相对位移4 •各种传热方式相比较，热辐射的主要特点是什么？热辐射不需要任何介质，可以在真空中传播。
5•流体与固体壁面间对流传热的热阻主要集中在何处？热阻主要集中在紧挨固体壁面处的层流底层内。
6 •强化对流传热的主要途径是什么？提高流体的湍动程度，减小层流底层的厚度7 •在一套管换热器中，若两流体的进、出口温度不变，应选择并流换热还是逆流换热？为什么？应选择逆流换热，因为此时的对数平均温差较大，可以节省换热面积。
8•什么是黑体？吸收率等于1的物体称为黑体。
9•什么是白体？反射率等于1的物体称为白体。
10. 什么是透热体？透过率等于1的物体称为透热体。
11. 什么是灰体？能以相同的吸收率且部分地吸收由零到％所有波长范围的辐射能的物体称为灰体。
12. 什么是物体的黑度？灰体的辐射能力与同温度下黑体的辐射能力之比称为物体的黑度。
13. 在设计换热器时，如何安排不洁净和易结垢的流体的流径（管内或是管间）？简述理由。
走管内，因为管内清洗比较方便。
14. 在设计换热器时，如何安排腐蚀性流体的流径（管内或是管间）？简述理由。
走管内，以免壳体和管子同时受腐蚀，而且管子也便于清洗和检修。
15. 在设计换热器时，如何安排压强高的流体的流径（管内或是管间）？简述理由。
走管内，以免壳体受压，可节省壳程金属消耗量。
16. 在设计换热器时，如何安排饱和蒸气的流径（管内或是管间）？简述理由。
走管间，便于及时排出冷凝液。
17. 在设计换热器时，如何安排被冷却的流体的流径（管内或是管间）？简述理由。
走管间，可利用外壳向外的散热作用，以增强冷却效果。
18. 在设计换热器时，如何安排粘度大的液体的流径（管内或是管间）？简述理由。
走管间，因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低只6值（Re> 100）下即可达到湍流，以提高对流传热系数。
19•在设计换热器时，如何安排流量较小的流体的流径（管内或是管间）？简述理由。
走管间，因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低只6值（Re > 100）下即可达到湍流，以提高对流传热系数。
20•在列管换热器中，拟用饱和蒸气加热空气，传热管的壁温接近哪一种流体的温度？壁温接近饱和蒸气的温度。
21 •在列管换热器中，拟用饱和蒸气加热空气，总传热系数K接近哪一种流体的对流传热系数？总传热系数K接近空气的对流传热系数。
22. 在列管换热器中，拟用饱和蒸气加热空气，如何确定两流体在换热器中的流径？为什么？空气走管内，饱和蒸气走管间，以便于冷凝液的排放。
23. 污油与汽油换热，如何安排两流体的流径？为什么？污油走管内，汽油走管间，便于清洗。
24. 为什么内部孔隙多的材料保温效果好？因为大量的孔隙中包含着导热系数非常小的气体，对导热不利，从而起到了保温的作用。
25. —钢板的黑度为0.78,其反射率为多少？反射率为0.22。
26. 在强化传热的过程中，为什么要想办法提高流体的湍动程度？由于对流传热的热阻主要集中在层流底层内，提高流体的湍动程度能减薄层流底层的厚度，可以提高传热效果。
27. 在夏季人们为什么爱穿浅色衣服？由于在阳光下浅色的衣服反射率较大，吸收的热量少，使人们不至于感觉太热。
28. 换热器的壳程为什么要安装挡板？可以提高壳程流体的湍动程度，增强传热效果。
29•虽然大气层包围着地球，但阳光仍能照射到地球表面，因为空气是透热体。
此话对吗？为什么？不对，只有单原子气体和对称双原子气体是透热体，而空气中的二氧化碳和水蒸气都可以部分地吸收太阳发射的辐射能。
30.间壁式换热器与混合式换热器的区别是什么?间壁式换热器是由固体壁面将冷、 热两种流体分开，通过固体壁面传热，而混合式换热器 中则是将冷、热两种流体直接接触、混合换热。
四、计算1. 一卧式列管冷凝器，钢质换热管长为 3m 直径为?25X 2mm 水以0.7m/s 的流速在管内流过， 并从17C 被加热到37C 。
流量为1.25kg/s 、温度为72C 烃的饱和蒸气在管外冷凝成同温度的液体。
烃蒸气的冷凝潜热为315kJ/kg 。
已测得：蒸气冷凝传热系数：°=800W/（m 「C ），管内侧热阻为外侧 的40%污垢热阻又为管内侧热阻的70%试核算：（1）换热器每程提供的传热面积（外表面为基 准）；（2）换热管的总根数；（3）换热器的管程数。
［计算时可忽略管壁热阻及热损失，水的比热为 4.18kJ/（kg -C ）］解：（1）换热器每程提供的传热面积（外表面为基准），S;由题意知，水以0.7m/s 的流速在管内流过，欲求S,需先知道每程的管子数，每程的管子数等 于所需冷却水的总流量与单管内水的流量之比。
两流体交换的热量为： 又Q =W c C pc （t 2 -"t i ） ， C pc = 4.18kJ / kg - C ，取每程管子数为20,则每程所能提供的传热外表面积为: （2）换热管的总根数；由所需的总传热面积可求取换热管的总根数。
=476.2W/m 2 C则任务所需的传热外表面积为:取n =80（2）换热器的管程数。
2在一单程逆流列管换热器中用水冷却空气，两流体的进口温度分别为 20C 和110C 。
在换热器使用的初期，冷却水及空气的出口温度分别为45C 和40C ，使用一年后，由于污垢热阻的影响，单管内水的流量为：11： 2 2W c1= ：d 2u =0.785 0.02120.7 1000 = 0.2423kg /sW cQ394C pc 山-J) = 4.18 (37_17 )= 4.713 kg / s每程所需管子数为:4.713 =19.5由题给数据,换热管总根数为:S o ■dol18.7 -0.025 3= 79.4由题意管程数为:N t0.2423 0.4 丄 0.7 0.4 丄)800 800n（4）冷却水流量加大后，换热器的传热速率有何变化？变为多少?在冷热流体的流量和进口温度不变的情况下，冷却水出口温度降至 38C ，试求：（1）空气出口温 度为多少？ （ 2）总传热系数为原来的多少倍？（ 3）若使冷却水加大一倍，空气流量及两流体进口 温度不变，冷热流体的出口温度各为多少？（：水＞＞：空气）（4）冷却水流量加大后，换热器的传率有何变化？变为多少？ 解： 使用初期使用一年后110C ——40-110C -------- T 2 45 C -―20-38C -__20C（1）空气出口温度T 2题意可得：使用初期 Q =W c C pc （t 2 -切=W h C ph （「-T 2）=KS A t m（ 1） 使用一年后 Q 丄 2W c C pc (t 2 -t i ) =W h C ph (T i -T 2 H KS ：tm(2)两式相比（2）/（ 1），得 (110 -T 2 )_(38 -20) /(110-40)一 /(45-20)则：T 2 =59.6 C（2）总传热系数K /K 方程⑵式/（1）式，得：(38 -20) K 54.2 (45 -20厂 K 38.2故 K K 二 0.50%（3）冷热流体的出口温度t 2及T 2一年后Q =W c C pc (t 2 7) =W h C ph (「-T 2)= K : S ：t m (3) Q =2W c C pc (t 2 -11)二W h C ph (T 1 _T 2)=K S 「：t m(4)方程（4）式/ （3），得： 整理前半式的方程t 2 =39.^0.17912(5) 又因 ［水〉空气，K "「空气， 由等比定理(110-T 2)-(t 2 -20) 1 (110-t 2)-仃2 -20) 110-59.6-954.2 110-t 2lnT 2 -20整理得,ln"414T 2 - 2054.2t 2 =153-T 2 (6)联立（5）和（6），可得:t 2 二 29.4 C ， T 2 二 57.5 C：a3有一蒸汽加热器，热方：为饱和蒸汽冷凝，T=100C ；冷方：为生垢液体升温，1 = 20 C , t 2 = 60 C （1） 在测试中，维持以上温度条件不变，发现蒸汽凝液流量，在清洗前后之比为 1： 2。