传热习题课.ppt
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（变大，变小，不变，不确定)
6
传热习题
10、设计时，qm1、qm2、T1、T2及t1、t2均确定，若
将单管程单壳程逆流操作改为双管程单壳程，列管总
根数维持不变，则K ——，△tm ——？
（增大，减小，不变）
7
传热习题
11、估计列管式换热器中金属管壁的温度tw，壳程 为0.103MPa的饱和水蒸气冷凝。 （A）管程是平均温度为40℃的空气，tw约为多少？ （B）管程是平均温度为40℃的水，水的对流给热 系数为2000W/（m2·℃），基于内面积的总传热系 数K2=1600W/（m2 ·℃），tw约为多少？
16
传热习题
例5: 用套管换热器每小时冷凝甲苯蒸汽1000kg，冷凝温
度为110℃，冷凝潜热为363KJ/kg，冷凝传热膜系数 α1=10000w/m2φ89×3.5mm，有效长度为5m，冷却水 初温为16℃，以3000kg/h的流量进入管内，水的比热 为4.17KJ/Kg℃，粘度为0.8cP，密度为995kg/m3，忽 略壁阻、污垢热阻及热损失。
10
传热习题
例2： 有两台完全相同的单管
程列管式换热器，壳程水 蒸气冷凝加热管程内的空 气。若加热蒸气压力不 变，空气进、出口温度 t1、t2也维持不变，问： （1） 将两台换热器串联 操作及并联操作（见 图），问哪种方案生产能 力大？相差多少倍？
11
传热习题
（2）由上题计算出的生
产能力之比G1/G2，计算 两方案中由于流动阻力引
(变大，变小，不变，不确定)
6、当采用复杂流型时，温差修正系数φ不应小于
0.8，其原因是（1）—————————（2）— —----------。
4
传热习题
7、某换热器，用工业冷却水逆流冷却热油。热油进
口条件（T1，qm1）不变，而在夏季冷却水入口温度 t1升高，若要保证热油出口温度T2不变，则可采用 qm2 ——的方法，结果使K ——，Δtm ——，Q ——
水。冷水进口温度为20℃、
出口温度为80℃。水的流速
为0.6m/s，水侧垢阻为
6×10-4m2·k/w。蒸汽冷凝传
热膜系数为104w/m2·k。蒸
汽侧垢阻及壁阻可忽略。
13
传热习题
求：
（1）以外表面积为基准 的总传热系数K1； （2）一年后，由于管内 壁结垢，冷却水出口温 度降为70℃，求此时的 总传热系数K1'及水侧 垢阻。
（增大、减小、不变）。
5
传热习题
8、套管式换热器，热侧为饱和蒸汽冷凝，若饱和蒸
汽压力上升，则K ——，t2 ——，Q ——，△tm ——？
（变大，变小，不变，不确定)
9、在套管换热器中，用热流体加热冷流体，操作条 件不变，经过一段时间后管壁结垢，则Q ——，
K ——，t2 ——，T2 ——,△tm ——？
1
传热习题
3、单壳程无相变换热器，管程（水）与壳程（油）的 质量流量均一定（流动均处于高度湍流区）加热管 尺寸不变。若：
（1）将总管数变为原来的3/4倍，则管程给热系数αi
为原来的 倍。 （2）将单管程改为双管程，其余不变，则管程给热系
数αi为原来的 倍；管程阻力损失为原来的 倍。
2
传热习题
4、换热器设计时，若qm1,T1,T2,t1一定，冷流体流量 选择大些，则Q________,K__________,t2_______, △tm________,A__________；
14
传热习题
例4: 有一单壳程、双管程
列管换热器。壳程为
120℃饱和水蒸汽冷凝，
常压空气以12m/s的流速
在管程内流过。列管为
φ38×2.5mm钢管，总管
数为200根。已知空气进
口温度为26℃，要求被加
热到86℃。又已知蒸汽侧
传热膜系数为
104w/m2·k，壁阻及垢阻
可忽略不计。
15
传热习题
问： （1）换热器列管每根管 长为多少米？ （2）由于此换热器损 坏，重新设计了一台新换 热器，其列管尺寸改为 φ54×2mm，总管数减少 20%，但每根管长维持原 值。用此新换热器加热上 述空气，求空气的出口温 度。
操作时，若qm1,T1,t1不变，冷流体增大，则 Q_________,K_________,t2__________,T2__________, △tm___________,A____________。
（变大，变小，不变，不确定）。
3
传热习题
5、套管换热器的管隙通入压强一定的饱和蒸汽，使
管内的空气由t1升温至t2，空气流量为qm2，今保持 蒸汽压强不变，而使qm2增大，其他条件不变，则 Q________，K_________，t2_______，△tm_________？
17
传热习题
求:（1）冷却水的出口温度； （2）管内水的对流传热系数α2； （3）若将内管改为φ47×3.5mm的钢管，长度
起的总压降比p1/p2为 多大，（不计进、出口损
失及连接管线阻力引起的
压降）
注： a) 上述两方案中，
空气在管内均按湍流计；
b) 直管摩擦系数可
近似按 = 0.3164 计算。
Re 0.25
12
传热习题
例3:
有一列管换热器，列管规
格为φ25×2.5mm钢管。表
压为196kPa的饱和水蒸汽
在壳程冷凝加热管程内的冷
传热习题
1、为减少圆形管热损失，采用包覆三种保温材料a、 b、c，若δa= δb= δc ，导热系数λa> λb> λc ，则
包覆的顺序从内到外依次为（ ）。
2、圆管内强制湍流，流量为qV，管径为d时，给热 系数为α1；若管径不变而流量减小为qV/2，此时 给热系数为α2，则α2 = α1；若流量不变而管径减 小为d/2，给热系数为α3，则α3 = α1。
8
传热习题
例1: 有一单管程列管式换热器,壳程为116℃饱和
水蒸气冷凝，空气在管程内强制湍流流动，流量 为qm2kg/h，由20℃加热到80℃。
（1）若设计时将此换热器管程改为双管程，为完 成相同任务，换热器面积可减少多少？ （管径及总管数均不变）。
9
传热习题
（2）若管程仍为单程，将空气流量增加至20%， 为保持空气出口温度不变，问此时加热蒸气的温 度必须为多少度？ （3）如在设计时将单管程改为双管程，那么在操 作时其它条件不变，求空气的出口温度升高多少 度？
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传热习题
10、设计时，qm1、qm2、T1、T2及t1、t2均确定，若
将单管程单壳程逆流操作改为双管程单壳程，列管总
根数维持不变，则K ——，△tm ——？
（增大，减小，不变）
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传热习题
11、估计列管式换热器中金属管壁的温度tw，壳程 为0.103MPa的饱和水蒸气冷凝。 （A）管程是平均温度为40℃的空气，tw约为多少？ （B）管程是平均温度为40℃的水，水的对流给热 系数为2000W/（m2·℃），基于内面积的总传热系 数K2=1600W/（m2 ·℃），tw约为多少？
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传热习题
例5: 用套管换热器每小时冷凝甲苯蒸汽1000kg，冷凝温
度为110℃，冷凝潜热为363KJ/kg，冷凝传热膜系数 α1=10000w/m2φ89×3.5mm，有效长度为5m，冷却水 初温为16℃，以3000kg/h的流量进入管内，水的比热 为4.17KJ/Kg℃，粘度为0.8cP，密度为995kg/m3，忽 略壁阻、污垢热阻及热损失。
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传热习题
例2： 有两台完全相同的单管
程列管式换热器，壳程水 蒸气冷凝加热管程内的空 气。若加热蒸气压力不 变，空气进、出口温度 t1、t2也维持不变，问： （1） 将两台换热器串联 操作及并联操作（见 图），问哪种方案生产能 力大？相差多少倍？
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传热习题
（2）由上题计算出的生
产能力之比G1/G2，计算 两方案中由于流动阻力引
(变大，变小，不变，不确定)
6、当采用复杂流型时，温差修正系数φ不应小于
0.8，其原因是（1）—————————（2）— —----------。
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传热习题
7、某换热器，用工业冷却水逆流冷却热油。热油进
口条件（T1，qm1）不变，而在夏季冷却水入口温度 t1升高，若要保证热油出口温度T2不变，则可采用 qm2 ——的方法，结果使K ——，Δtm ——，Q ——
水。冷水进口温度为20℃、
出口温度为80℃。水的流速
为0.6m/s，水侧垢阻为
6×10-4m2·k/w。蒸汽冷凝传
热膜系数为104w/m2·k。蒸
汽侧垢阻及壁阻可忽略。
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传热习题
求：
（1）以外表面积为基准 的总传热系数K1； （2）一年后，由于管内 壁结垢，冷却水出口温 度降为70℃，求此时的 总传热系数K1'及水侧 垢阻。
（增大、减小、不变）。
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传热习题
8、套管式换热器，热侧为饱和蒸汽冷凝，若饱和蒸
汽压力上升，则K ——，t2 ——，Q ——，△tm ——？
（变大，变小，不变，不确定)
9、在套管换热器中，用热流体加热冷流体，操作条 件不变，经过一段时间后管壁结垢，则Q ——，
K ——，t2 ——，T2 ——,△tm ——？
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传热习题
3、单壳程无相变换热器，管程（水）与壳程（油）的 质量流量均一定（流动均处于高度湍流区）加热管 尺寸不变。若：
（1）将总管数变为原来的3/4倍，则管程给热系数αi
为原来的 倍。 （2）将单管程改为双管程，其余不变，则管程给热系
数αi为原来的 倍；管程阻力损失为原来的 倍。
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传热习题
4、换热器设计时，若qm1,T1,T2,t1一定，冷流体流量 选择大些，则Q________,K__________,t2_______, △tm________,A__________；
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传热习题
例4: 有一单壳程、双管程
列管换热器。壳程为
120℃饱和水蒸汽冷凝，
常压空气以12m/s的流速
在管程内流过。列管为
φ38×2.5mm钢管，总管
数为200根。已知空气进
口温度为26℃，要求被加
热到86℃。又已知蒸汽侧
传热膜系数为
104w/m2·k，壁阻及垢阻
可忽略不计。
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传热习题
问： （1）换热器列管每根管 长为多少米？ （2）由于此换热器损 坏，重新设计了一台新换 热器，其列管尺寸改为 φ54×2mm，总管数减少 20%，但每根管长维持原 值。用此新换热器加热上 述空气，求空气的出口温 度。
操作时，若qm1,T1,t1不变，冷流体增大，则 Q_________,K_________,t2__________,T2__________, △tm___________,A____________。
（变大，变小，不变，不确定）。
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传热习题
5、套管换热器的管隙通入压强一定的饱和蒸汽，使
管内的空气由t1升温至t2，空气流量为qm2，今保持 蒸汽压强不变，而使qm2增大，其他条件不变，则 Q________，K_________，t2_______，△tm_________？
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传热习题
求:（1）冷却水的出口温度； （2）管内水的对流传热系数α2； （3）若将内管改为φ47×3.5mm的钢管，长度
起的总压降比p1/p2为 多大，（不计进、出口损
失及连接管线阻力引起的
压降）
注： a) 上述两方案中，
空气在管内均按湍流计；
b) 直管摩擦系数可
近似按 = 0.3164 计算。
Re 0.25
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传热习题
例3:
有一列管换热器，列管规
格为φ25×2.5mm钢管。表
压为196kPa的饱和水蒸汽
在壳程冷凝加热管程内的冷
传热习题
1、为减少圆形管热损失，采用包覆三种保温材料a、 b、c，若δa= δb= δc ，导热系数λa> λb> λc ，则
包覆的顺序从内到外依次为（ ）。
2、圆管内强制湍流，流量为qV，管径为d时，给热 系数为α1；若管径不变而流量减小为qV/2，此时 给热系数为α2，则α2 = α1；若流量不变而管径减 小为d/2，给热系数为α3，则α3 = α1。
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传热习题
例1: 有一单管程列管式换热器,壳程为116℃饱和
水蒸气冷凝，空气在管程内强制湍流流动，流量 为qm2kg/h，由20℃加热到80℃。
（1）若设计时将此换热器管程改为双管程，为完 成相同任务，换热器面积可减少多少？ （管径及总管数均不变）。
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传热习题
（2）若管程仍为单程，将空气流量增加至20%， 为保持空气出口温度不变，问此时加热蒸气的温 度必须为多少度？ （3）如在设计时将单管程改为双管程，那么在操 作时其它条件不变，求空气的出口温度升高多少 度？