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=0.57w.m.K,此时单位面积的热损失为_______。(注:大型容器可视为平壁)***答案*** 1140w

2.（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=0.25w.m.K,此时单位面积的热损失为_______。(注:大型容器可视为平壁)***答案*** 1000w

3.（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=0.35w.m.K,则其厚度不低于_______。(注:大型容器可视为平壁) ***答案*** 91mm

4.（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=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0.8m.s时,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0.5m.s时,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1.2m.s时,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_______。

***答案*** q=αA△t w.m.K

7.（4分）某并流操作的间壁式换热器中,热流体的进出口温度为90℃和50℃,冷流体的进出口温度为30℃和40℃,此时传热平均温度差△t=_________. ***答案*** 27.9K

8.（4分）某并流操作的间壁式换热器中,热流体的进出口温度为90℃和50℃,冷流体的进出口温度为15℃和30℃,此时传热平均温度差△t=_________. ***答案*** 41.6K

9.（2分）热量传递的方式主要有三种:_____、______ ***答案*** 热传导热对流热辐射

10.（6分）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__________.

***答案*** 1/K=1/α+bd/λd+1d/αd； 946(w.m.K)

11.（4分）某逆流操作的间壁式换热器中,热流体的进.出口温度为80℃和50℃,冷流体的进出.口温度为20℃和45℃,此时传热平均温度差△t=_______. ***答案*** 32.5℃

12.（3分）对流传热中的努塞特准数式是＿＿＿＿＿＿, 它反映了＿＿____________

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ***答案*** N＝αｌ/λ,对流传热过程几何尺寸对α的影响。

13.（4分）稳定热传导是指__________不随时间而改变 ***答案*** 传热系统中各点的温度仅随位置变

14.（2分）两流体的间壁换热过程中，计算式Q＝α.A.△ｔ，A表示为_____*** α一侧的换热壁面

15.（2分）在两流体通过圆筒间壁换热过程中，计算式Q=K.A.△t中,A表示为____________________。

***答案*** A 泛指传热面, 与K 相对应

16.（3分）两流体进行传热,冷流体从10℃升到30℃,热流体从80℃降到60℃，当它们逆流流动时, 平均传热温差△tm=____________,当并流时,△tm=_________。 ***答案*** 50℃ 47.2℃

17.（4分）冷、热气体在间壁换热器中换热，热气体进口温度T＝400℃，出口温度T为200℃，冷气体进口温度ｔ＝50℃，两股气体的质量流量相同,物性数据可视为相同,若不计热损失时，冷气体出口温

度为＿_＿℃；若热损失为5％时，冷气体出口温度为＿＿＿℃ ***答案*** 250℃， 240℃18.（3分）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 ***答 F1=127×4π×0.038=60.6m F2=127×4π×0.032=51.1m

19.（2分）当水在圆形直管内作无相变强制湍流对流传热时，若仅将其流速提高1倍，则其对流传热系数可变为原来的_________倍 2

20.（2分）进行换热的两流体，若α》α时，要提高K值，应设法提高_______；当α≈α时，要提高K值，应使_________________。 ***答案*** α；α与α同时提高

二、选择题：

1.（2分）间壁传热时，各层的温度降与各相应层的热阻( A )

A. 成正比

B. 成反比

C. 没关系

2.（2分）翅片管换热器的翅片应安装在( A )。

A. α小的一侧

B. α大的一侧

C. 管内

D. 管外

3.（2分）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 R与第二、三层热阻R、R 的大小( C )。

A. R>(R+R)

B. R<(R+R)

C. R=(R+R)

D. 无法比较

本题目有题图：

4.（2分）工业采用翅片状的暖气管代替圆钢管，其目的是（ C ）。

A. 增加热阻，减少热量损失;

B. 节约钢材、增强美观;

C. 增加传热面积，提高传热效果。

5.（2分）有一列管换热器，用饱和水蒸汽（温度为120 ℃）将管内一定流量的氢氧化钠溶液由20℃加热到80℃，该换热器的平均传热温度差Δｔ为（ B ）。

A. -60/ln2.5;

B. 60/ln2.5;

C. 120/ln5

6.（2分）将1500 kg.h，80℃的硝基苯通过换热器冷却到40℃，冷却水初温为30℃，出口温度不超过35℃，硝基苯比热为1.38kJ.kg.K，则换热器的热负荷为（ B ）。

A. 19800 kJ.h;

B. 82800 kJ.h;

C. 82800 kw;

7.（2分）对流传热是由（C ）因素产生的。

A. 流体分子的热振动;

B.流体体内电子的移动;

C. 流体质点的位移、扰动。

8.（2分）法定计量单位中，属于国际热量计算单位的是（ C ）。

A. kw;

B. kcal;

C. J

9.（2分）热量传递的基本方式是（ D ）。

A. 恒温传热和稳态变温传热;

B. 导热给热和热交换;

C. 气化、冷凝与冷却;

D. 传导传热、对流传热与辐射传热

10.（2分）在比较多的情况下，尤其是液－液热交换过程中，热阻通常较小可以忽略不计的是（ D ）。

A. 热流体的热阻;

B. 冷流体的热阻;

C. 冷热两种流体的热阻;

D. 金属壁的热阻。

11.（2分）公式q＝KAΔt中，Δt的物理意义是（B ）。

A.器壁内外壁面的温度差;

B.器壁两侧流体对数平均温度差;

C.流体进出口的温度差;

D.器壁与流体的温度差。

12.（2分）湍流体与器壁间的对流传热（即给热过程）其热阻主要存在于（ C ）。