【化工原理】第四章传热补充习题

第四章 传热

填空题 （1） 对流传热的热阻主要集中在 ，因此， 是强化

对流传热的重要途径。

答案：滞流内层；减薄湍流内层的厚度

（2）黑体的表面温度从300℃升至600℃，其辐射能力增大到原来的 倍. 答案:

分析：斯蒂芬-波尔兹曼定律表明黑体的辐射能力与绝对温度的4次方成正比, 而非摄氏温度，即4273300273600⎪⎭

⎫ ⎝⎛++=。 （3）处理量为440kg/h 的有机溶液在某换热器中预热。运转一周期后，该溶液

在管内生成积垢，使换热器总热阻增加了10%。若维持冷、热介质出口温度不变，

则该溶剂的处理量变为 。

答案：400kg/h

分析：设Q=m t KA ∆ m t A K Q ∆='' ∴ ==''K K Q Q K

K 11

'= @

故 Q '=

1.14401.1=Q =400kg/h

选择题 （1）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（ ）。

A ．②>④>③>①；

B ．③>④>②>①；

C ．③>②>①>④；

D ．②>③>④>①；

冷流体 热流体

① 水 气 体

②水沸腾 水蒸气冷凝

.

③ 水 水

④ 水 轻油

答案：D

（2）揭示了物体辐射能力与吸收率之间关系的定律是（ ）。

A. 斯蒂芬-波尔兹曼定律； C. 折射

B. 克希霍夫 D. 普郎克

答案：B

（3）关于下面两种说法的正确结论应是（ ）。

1） 固体的辐射和吸收只能在表面上进行，因此只和表面积的大小和表面特性有关；

2） 气体的辐射和吸收是在整个体积上进行的，必然和气体积的大小和形状有关。

A. -

B. 这两种说法都对；

C. 第一种说法对，第二种说法错；

C. 这两种说法都错；

D.第二种说法对，第一种说法错

答案：A

（4）传热速率公式q=KAΔt m 中，Δt m 的物理意义是（ ）。

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。

B

（5）用饱和水蒸汽加热空气时，传热管的壁温接近（ ）

A. 蒸汽的温度；

B. 空气的出口温度；

C. 空气进、出口平均温度 A

】

（6）（ ）是指当间壁两侧泠、热流体之间的温度为1K 时，在单位时间内通过单位传热面积，由热流体传给泠流体的热能。

A. 导热系数；

B. 对流传热系数；

C. 总传热系数

C

（7）在间壁式换热器内用饱和水蒸汽加热空气，此过程的总传热系数K 值接近于（ ）。

A. α蒸汽

B. α空气

C. α蒸汽与α空气的平均值

B

（8）翅片管换热器的翅片应安装在( )。

A. α小的一侧

B. α大的一侧

C. 管内

D. 管外

A

计算题

—

（1）某厂库存有一台列管式换热器，其主要尺寸为：列管规格ϕ38,3⨯管长4m ，管数127根，欲利用这台换热器，用水蒸气加热空气。蒸汽走壳程，空气走管程，空气流量为6000标准3m / 小时，要求自20℃加热至100℃以上。

已知：空气侧对流传热系数为⋅2/58m W ℃；

蒸汽侧对流传热系数为11000 w/2m ℃

污垢热阻和管壁热阻可以忽略不计； 标准状况下，空气密度为1.29kg/3m ，操作条件下空气比热取kg.℃ 蒸汽的有关参数见附表。

A) 当采用压力为2kg/c 2m (绝对)的加热蒸汽时，试核算此台换热器是否能满足要求。

B) 如果用压力为2/3cm kgf （绝对）的加热蒸汽，利用此台换热器，可以将空气自20℃加热至多少度蒸汽消耗量为多少h kg /。

附表：

饱和水蒸气表

、

绝对压力2/cm kgf 温度℃ 汽化热kg kJ / 解：（1）蒸汽压力为2/2cm kgf （T =℃）时： 32

5838110001112211⨯+=+=d d K αα ⋅=⇒2/6.48m w K ℃（以外表面计） 2

112ln t T t T t t t m ---=∆ KA t T t T C w t T t T t t KA

t KA t t C w p m p =--⇒---=∆=-∴2122112122ln

ln )(22 即；A ⨯=--⨯⨯⨯6.48100

6.119206.119ln 1001.1360029.160003 26.72m A =⇒ 而实际换热器面积：216.604038.0127m l d n A e =⨯⨯⨯==ππ `

A A e < ∴ 此换热器不能满足要求。

（2）当蒸汽压力为2/3cm kgf （9.132'=T ℃）时，

由式（1）得：e p KA t T t T C w =--2

12'''ln 2 32

6000 1.29132.9201.0110ln 48.660.63600132.9't ⨯-⇒⨯⨯⨯=⨯- 解得：104'2=t ℃ 即空气自20℃加热到104℃。

蒸汽消耗量：)'(1222t t C w r D p -=⋅

33(6000/3600) 1.29 1.0110(10420)0.0841/303/2169.1810

D kg s kg h ⨯⨯⨯⨯-⇒===⨯