“化工原理”第4章 《传热》 复习题
化工原理第四章习题及答案
第四章传热一、名词解释1、导热若物体各部分之间不发生相对位移，仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为热传导（导热）。
2、对流传热热对流是指流体各部分之间发生相对位移、冷热流体质点相互掺混所引起的热量传递。
热对流仅发生在流体之中, 而且必然伴随有导热现象。
3、辐射传热任何物体, 只要其绝对温度不为零度(0K), 都会不停地以电磁波的形式向外界辐射能量, 同时又不断地吸收来自外界物体的辐射能, 当物体向外界辐射的能量与其从外界吸收的辐射能不相等时, 该物体就与外界产生热量的传递。
这种传热方式称为热辐射。
4、传热速率单位时间通过单位传热面积所传递的热量（W/m2）5、等温面温度场中将温度相同的点连起来，形成等温面。
等温面不相交。
二、单选择题1、判断下面的说法哪一种是错误的（）。
BA 在一定的温度下，辐射能力越大的物体，其黑度越大；B 在同一温度下，物体吸收率A与黑度ε在数值上相等，因此A与ε的物理意义相同；C 黑度越大的物体吸收热辐射的能力越强；D 黑度反映了实际物体接近黑体的程度。
2、在房间中利用火炉进行取暖时，其传热方式为_______ 。
CA 传导和对流B 传导和辐射C 对流和辐射3、沸腾传热的壁面与沸腾流体温度增大，其给热系数_________。
CA 增大B 减小C 只在某范围变大D 沸腾传热系数与过热度无关4、在温度T时，已知耐火砖辐射能力大于磨光铜的辐射能力，耐火砖的黑度是下列三数值之一，其黑度为_______。
AA 0.85B 0.03C 15、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。
DA 大于B 等于C 不能确定是否大于D 小于6、多层间壁传热时，各层的温度降与各相应层的热阻_____。
AA 成正比B 成反比C 没关系7、在列管换热器中，用饱和蒸汽加热空气，下面两项判断是否正确： A甲、传热管的壁温将接近加热蒸汽温度；乙、换热器总传热系数K将接近空气侧的对流给热系数。
化工原理传热复习题
传热复习题1（1）保温瓶在设计和使用过程中采取了哪些防止热损失的措施？答：首先，保温瓶瓶胆设计成玻璃夹层结构。
夹层因空气被抽出接近真空，可防止对流散热损失。
其次，瓶胆夹层内两表面均镀有银、铝等低黑度涂层，增加了辐射传热热阻大幅度降低了辐射散热量。
举例说，如夹层内壁温度为98 C ，外壁温度为28C ，黑度为0.95的玻璃表面镀上黑度为0.02的银层后,其辐射散热量可由原来的5502m W 降至6.152m W 。
第三，在使用保温瓶时，瓶盖选用导热系数很小的软木制作，大，在数值上常视为相等，但就其本质讲，含义是完全不同的。
（4）何谓换热器的控制热阻?答:换热器的总热阻1/K 主要取决于冷、热流体的对流传热热阻，当然也和管壁的热阻及污垢热阻有关，即，λααb K i ∑++=0111若忽略管壁及污垢热阻，则有111αα+≈i K如果i α和0α相接近，也就是两种流体的传热阻力差不多时，在谋求强化传热过程中，一般要考虑把i α、0α都增大。
但往往有这种情况，两者的α值相差很大，例如i α>>0α,则11αα<<i。
这时11α≈K K ≈0α即总传热系数K 值接近对流传热系数小的一侧流体的α 值，在本例条件下总热阻完全被管外的对流传热热阻所控制。
1/0α被称为控制热阻。
答：不正确。
冷却介质的出口温度越高，其用量越小，回收热能的品位也越高，动力消耗也随之减小。
但出口温度升高的结果，导致传热推动力即对数平均温差降低，所需传热面积增大，设备费用增大。
因此必须从综合角度考虑，全面加以权衡，确定一个适宜的出口温度。
对于常用的冷却介质工业水，出口温度不宜过高。
还因为工业水中含有许多盐类。
如CaCO 3、 MgCO 3、CaS04、、MgSO 4等。
若出口温度过高，上述盐类就会因溶解度减小而析出，附在器壁表面上形成热阻很大的垢层，使传热过程恶化。
尽管可以采取在冷却水中添加阻垢剂等化学方法，但至少从目前看，效果很有限。
化工原理期末备考传热复习题
A. 设法增大α1 C. 同时增大α1 和α2 答案：A
B. 设法增大α2
15. 稳定的多层平壁的导热中，某层的热阻愈大，则该层的温度差（ ）。
A. 愈大
B. 愈小
C. 不变
答案：A
16. 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. 内层
B. 外层
C. 内或外层都行
答案：A
20. 定态传热是指传热系统内各点的温度（ ）。
A. 不仅随时间变，也随位置变 B.只随位置变，但不随时间变
C. 只随时间变，但不随位置变。
答案：B
21. 在流体与固体壁面间的对流传热中，热量主要是以（ ）方式通过滞流内层的。
A. 热传导
B. 对流传热
C. 热辐射
3. 传 导 传 热 的 傅 立 叶 定 律 表 达 式 为 ____________ ， 其 符 号 各 代 表
__________________,__________________ 和____________________。
答案：ｄQ/ｄτ＝－λAｄt/ｄδ,ｄQ/ｄτ表示单位时间传递的热量,－表示温度向降低方向传
11. 在流体与固体壁面间发生的对流传热中，热阻主要集中在____________。
答案：.滞流内层中
12. 在 热 交 换 过 程 中 ， 两 侧 流 体 的 相 互 流 向 有
_______________________________________________。
答案：.并流、逆流、折流、错流
递,A 表示传热面积,λ表示导然系数和ｄt/ｄδ表示温度梯度。
4. 影响给热系数α的因素有_____________________________________。
化工原理课后习题答案第4章传热习题解答
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 o C 。
通过炉壁的热损失为1200W/m 2，绝热材料的耐热温度为900 o C 。
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 q T T 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 o C ，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 T Tq -=-=∴T 1－T 3＝3（T 2－T 3）T 1＝2(T 2－T 3)+T 3=3×(300-50)+50＝800 o C3. 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。
化工原理 第四章 传热-例题
t2 −t1 30−15 = 0.176 = P= T −t1 100−15 1
T −T2 100−40 R= 1 = = 4.0 t2 −t1 30−15
查 附 22，ϕ∆t = 0.92 图 录
∴∆tm =ϕ∆t ∆tm,逆 = 0.92×43.7 = 40.20C
又冷却水终温提到350C， 逆流时： 100 →40
35← 35 ←15 65 25
65−25 ∆ m,逆 = t = 41.90C 65 ln 25
解： （1）求以外表面积为基准时的传热系数 取钢管的导热系数λ=45W/m·K， 冷却水测的污垢热阻Rs1=0.58×10-3 m2·K/W CO2侧污垢热阻Rs2=0.5×10-3 m2·K/W 则：
1 1 bd1 d1 1 d1 = +R1 + +R 2 + s s K α d2 α2 d2 λdm 1
100→40
30 ← 15
70 25
t t ∆ 2 −∆ 1 70−25 = t ∴∆ m,逆 = = 43.70C 70 t ∆2 ln ln 25 t ∆1
并流时：
热流体 ： 100→40 冷流体 ：
15→30
85 10
∆t2 −∆ 1 85−10 t 0 ∆ m,并 = t = ∆2 t 85 = 35 C ln ln ∆1 t 10
解：此题为单层圆筒壁的热传导问题。 已知条件： 蒸汽导管外表面的半径 r2＝0.426/2＝0.213m ＝ 温度 t2＝177℃ 保温层的外表面的半径 r3＝0.213＋0.426＝0.639m ＋ ＝ 温度 t3＝38℃ 由：
t 2 − t3 Q= ln r3 r2 2π l λ
可得每米管道的热损失为：
化工原理传热复习题答案
化工原理传热复习题答案一、选择题1. 热传导的基本原理是（）。
A. 热对流B. 热辐射C. 热传导D. 热交换答案：C2. 在稳态条件下，一维热传导的傅里叶定律表达式为（）。
A. \( q = -k \frac{dT}{dx} \)B. \( q = k \frac{dT}{dx} \)C. \( q = -k \frac{dT}{dy} \)D. \( q = k \frac{dT}{dy} \)答案：A3. 热对流的换热系数h与流体的（）有关。
A. 密度B. 粘度C. 速度D. 以上都是答案：D4. 热辐射的强度与物体表面的（）成正比。
A. 温度B. 表面积C. 颜色D. 材料答案：A二、填空题1. 热传导的三种基本方式是导热、______和辐射。
答案：对流2. 根据牛顿冷却定律，物体表面与周围环境的温差越大，冷却速率______。
答案：越大3. 换热器的两种基本类型是______和壳管式。
答案：管壳式4. 热交换效率是指实际换热量与理论换热量之比，通常用希腊字母______表示。
答案：ε三、简答题1. 简述热传导的基本原理。
答案：热传导是热量通过物质内部分子或原子的振动和碰撞传递的过程，不需要物质的宏观运动。
2. 描述热对流换热系数h的影响因素。
答案：热对流换热系数h受流体的物理性质（如密度、比热容、粘度等）、流动状态（层流或湍流）、流体速度、温度差以及换热面的特性等因素的影响。
3. 说明热辐射的特点。
答案：热辐射是一种不需要介质的热传递方式，其传递速度等于光速，且辐射强度与物体表面的温度的四次方成正比。
四、计算题1. 已知一物体在室温25°C的条件下，通过热传导的方式每小时损失的热量为500W，求该物体的热传导系数k。
答案：根据傅里叶定律，\( q = -k \frac{dT}{dx} \)，其中q为热流密度，dT为温差，dx为物体的厚度。
由于题目未给出物体的厚度和温差，无法直接计算k值，需要更多信息。
化工原理答案 第四章 传热
第四章 传 热热传导【4-1】有一加热器，为了减少热损失，在加热器的平壁外表面，包一层热导率为(m·℃)、厚度为300mm 的绝热材料。
已测得绝热层外表面温度为30℃，另测得距加热器平壁外表面250mm 处的温度为75℃，如习题4-1附图所示。
试求加热器平壁外表面温度。
解 2375℃, 30℃t t ==计算加热器平壁外表面温度1t ，./()W m λ=⋅016℃ (1757530025005016016)t --= ..145025********t =⨯+=℃【4-2】有一冷藏室，其保冷壁是由30mm 厚的软木做成的。
软木的热导率λ= W/(m·℃)。
若外表面温度为28℃，内表面温度为3℃，试计算单位表面积的冷量损失。
解 已知.(),.123℃, 28℃, =0043／℃ 003t t W m b m λ==⋅=， 则单位表面积的冷量损失为【4-3】用平板法测定材料的热导率，平板状材料的一侧用电热器加热，另一侧用冷水冷却，同时在板的两侧均用热电偶测量其表面温度。
若所测固体的表面积为0.02m 2，材料的厚度为0.02m 。
现测得电流表的读数为2.8A ，伏特计的读数为140V ，两侧温度分别为280℃和100℃，试计算该材料的热导率。
解 根据已知做图热传导的热量 .28140392Q I V W =⋅=⨯=.().()12392002002280100Qb A t t λ⨯==-- 【4-4】燃烧炉的平壁由下列三层材料构成：耐火砖层，热导率λ=(m·℃)，厚度230b mm =；绝热砖层，热导率λ=(m·℃)；普通砖层，热导率λ=(m·℃)。
耐火砖层内侧壁面温度为1000℃，绝热砖的耐热温度为940℃，普通砖的耐热温度为130℃。
(1) 根据砖的耐热温度确定砖与砖接触面的温度，然后计算绝热砖层厚度。
若每块绝热砖厚度为230mm ，试确定绝热砖层的厚度。
化工原理王志魁第五版习题解答：第四章 传热
第四章传热【热传导】【4-3】用平板法测定材料的热导率，平板状材料的一侧用电热器加热，另一侧用冷水冷却，同时在板的两侧均用热电偶测量其表面温度。
若所测固体的表面积为0.02m 2，材料的厚度为0.02m 。
现测得电流表的读数为2.8A ，伏特计的读数为140V ，两侧温度分别为280℃和100℃，试计算该材料的热导率。
解根据已知做图热传导的热量.28140392Q I V W =⋅=⨯=()12AQ t t bλ=-.().()12392002002280100Qb A t t λ⨯==--()./218W m =⋅℃【4-4】燃烧炉的平壁由下列三层材料构成：耐火砖层，热导率λ=1.05W/(m·℃)，厚度230b mm =；绝热砖层，热导率λ=0.151W/(m·℃)；普通砖层，热导率λ=0.93W/(m·℃)。
耐火砖层内侧壁面温度为1000℃，绝热砖的耐热温度为940℃，普通砖的耐热温度为130℃。
(1)根据砖的耐热温度确定砖与砖接触面的温度，然后计算绝热砖层厚度。
若每块绝热砖厚度为230mm ，试确定绝热砖层的厚度。
(2)若普通砖层厚度为240mm ，试计算普通砖层外表面温度。
解(1)确定绝热层的厚度2b 温度分布如习题4-4附图所示。
通过耐火砖层的热传导计算热流密度q 。
()1121q t t b λ=-.()/.W m =-=21051000940274 023绝热砖层厚度2b 的计算()2232q t t b λ=-.().b m =-=201519401300446 274每块绝热砖的厚度为023m ．，取两块绝热砖的厚度为.20232046b m =⨯=．。
(2)计算普通砖层的外侧壁温4t 先核算绝热砖层与普通砖层接触面处的温度3t (2)32227404694010530151qb t t λ⨯=-=-=℃习题4-3附图习题4-4附图3t 小于130℃，符合要求。
化工原理第四章传热
λ3A
因△t = t1-t4 = △t1+ △t2+ △t3
△t b1 b2 b3 + + λ1A λ2A λ3A
△t
Ｑ＝
＝
∑ Ri
i=1
3
总推动力
=
总热阻
［例4-2］已知：耐火砖 ：b1=150mm λ1=1.06 W/(m· ℃) 保温砖： b2=310mm λ2=0.15 W/(m· ℃) 建筑砖 ：b3=240mm λ3=0.69 W/(m· ℃) t1=1000℃,t2=946℃
解：（a）每米管长的热损失
q1= Q l = r2 1 ln r1 λ1 2π（t1 – t4） r3 1 ln + r2 λ2 r4 1 + ln r3 λ3
r1=0.053/2=0.0265， r2=0.0265+0.0035=0.03 r3=0.03+0.04=0.07，r4=0.07+0.02=0.09 q1=191
Q q1= =2πλ l
t1-t2 r2 ln r1
可见，当比值r2/r1一定时，q1与坐标r无关
上式也可改写为单层平壁类似形式的计 算式：
２πl（r2 - r1）λ（t1 - t2）
2πr2l （r2 - r1）ln 2πr1l （A2 - A1）λ（t1 - t2） λ = = Am（t1－t2） A2 b （r2 - r1）ln A1
＝
△t
R
传热推动力 ＝ 热阻
也可写成： Q q= A
λ (t1-t2) = b
[例4-1] 现有一厚度为240mm的砖壁，内 壁温度为600℃，外壁温度为150℃。试求 通过每平方米砖壁壁面的导热速率（热流 密度）。已知该温度范围内砖壁的平均热 导率λ＝0.6W/（m. ℃ ）。 解：
“化工原理”第4章《传热》复习题
“化⼯原理”第4章《传热》复习题“化⼯原理”第四章传热复习题⼀、填空题1. 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/（m2.K）2. 在列管式换热器中,⽤饱和蒸⽓加热空⽓,此时传热管的壁温接近________流体的温度,总传热系数K接近______流体的对流给热系数. ***答案*** 蒸⽓；空⽓3. 热量传递的⽅式主要有三种:_____、_______、__________.***答案*** 热传导；热对流；热辐射。
4．强化传热的⽅法之⼀是提⾼K值. ⽽要提⾼K值,则应提⾼对流传热系数_______________________. ***答案***较⼩⼀侧的给热系数。
5. 影响给热系数α的因素有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
***答案*** 流体种类、流体性质、流体流动状态和传热壁⾯的⼏何尺⼨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Q___Q___Q。
***答案*** R1>R2>R3；Q1=Q2=Q37. ⼀包有⽯棉泥保温层的蒸汽管道，当⽯棉泥受潮后，其保温效果应＿＿＿＿＿＿，主要原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
***答案*** 降低；因⽔的导热系数⼤于保温材料的导热系数，受潮后，使保温层材料导热系数增⼤，保温效果降低。
8. 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W1＿＿W2，所需传热⾯积A1＿＿＿A2。
***答案*** ⼤于；⼩于9. 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。
化工原理传热题库完整
第四章《传热》练习题一、选择题1、关于传热系数K，下述说法中错误的是（）A、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；答案：C2、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、折射定律；B、克希霍夫定律；D、普郎克定律；答案：B3、在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（），走壳程的有（）。
A、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；答案：A、C、D；B、E、F4、影响对流传热系数的因素有( )。
A、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；答案:A、B、C、D、E5、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( )。
A 、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；答案：A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 dd α∝= b. d 增大时，α增大，dα∝ 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 AT t T t α=--∵A α↓ 则12lnT 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。
化工原理上第4章传热4
总发射系数 C12
C0 11
1
1
1 1
1
1 2
C1 C2 C0
一般形式：
12
C12A(1T010
)4
( T2 100
)
4
φ ：角系数 (总能量被壁面拦截分率)。 φ =f (两壁面形状，大小，相对位置，距离等） 几种简单情况的角系数(见P285表4.5.2，图4.5.5)
0.64
L d0
液体沸腾传热及其影响因素 沸腾: 沸腾时，液体内部有气泡产生，
气泡产生和运动情况，对h影响极大。
沸腾分类： ① 按设备尺寸和形状不同
池式沸腾（大容积饱和沸腾）
强制对流沸腾（有复杂的两相流） ② 按液体主体温度不同
过冷沸腾：液体主体温度t < ts， 气泡进入液体主体后冷凝。
本节解决的问题：
（1）何谓热辐射 （2）辐射传热的基本概念、特点 （3）辐射传热的基本规律 （4）辐射传热的传热量计算
吸收辐射能
发射辐射能
4.5.1 辐射传热基本概念 (1) 热辐射
绝对温度大于0的物体，都不停地以电磁波的形式向外辐射能量。 同时不断吸收来自外界的辐射能。 物体以电磁波的形式向外发射能量的过程,称为热辐射。 一定波长内(0.4-40μm，主要是可见光和红外光) ，具有热效应。
4.5.5 复合传热与设备热损失的计算
(1) 复合传热
指：同时存在两种以上传热方式的综合传热现象。
例：设备表面的热损失，对流 + 热辐射
间壁换热过程中，对流 + 导热
(2) 设备热损失计算 热损失： c (对流) R (辐射)
化工原理第四章答案
第四章 传热习题解答【p286-288】【1.6.7.8.9.10.13.14.18.20.22.24.25】若耐火砖内层表面的温度t 1为1150℃，钢板外表面温度t 2为30℃，又测得通过炉壁的热损失为300W ⋅m -2，试计算热传导的热通量。
若计算结果与实测的热损失不符，试分析原因并计算附加热阻。
解：124245006.014.01.007.12.0301150=++-=∆=∑∑Rt AQ w/m 2计算比测量大，存在附加热阻（由于层与层之间接触不好有空气），设附加热阻为R i 则：=300Ri +++-45006.014.01.007.12.0301150R i =2.83m.k/w6.在并流的换热器中，用水冷却油。
水的进，出口温度分别为15℃和40℃，油的进，出口温度分别为150℃和100℃。
现因生产任务要求油的出口温度降至80℃，设油和水的流量，进口温度及物性均不变，若原换热器的管长为1m ，试求将此换热器的管长增至若干米后才能满足要求。
设换热器的热损失可以忽略。
解：在原冷却器中 对油 )100150(11-=p C w q （1） 对水 )1540(22-=p C w q （2） 并流时 135151501=-=∆t ℃ 60401002=-=∆t ℃ 5.9260135ln 60135=-=∆m t ℃ m t A K q ∆=00=)100150(11-p C w在新的冷却塔中 对油 )80150(111-=p C w q （3） 对水 )15(2221-=t C w q p （4） 解上述方程得： 2t =50℃10101m t A K q ∆==)80150(11-p C w135151501=-=∆t ℃ 3050802=-=∆t ℃ 8.6950135ln 30135=-=∆m t ℃ 5.928.691001508015011L L q q =--= 1L =1.85L =1.85m 7. 重油和原油在单程套管换热器中呈并流流动，两种油的初温分别为243℃和128℃，终温分别为167℃和157℃。
化工原理课后习题(第四章)
第4章 传热4-1、燃烧炉的平壁由下列三种材料构成: 耐火砖的热导率为,K mW 05.111--⋅⋅=λ厚度 mm 230=b ；绝热砖的热导率为11K m W 151.0--⋅⋅=λ；普通砖的热导率为11K m W 93.0--⋅⋅=λ。
若耐火砖内侧温度为C 10000 , 耐火砖与绝热砖接触面最高温度为C 9400 ,绝热砖与普通砖间的最高温度不超过C 1300 (假设每两种砖之间接触良好界面上的温度相等) 。
试求：（1）绝热砖的厚度。
绝热砖的尺寸为：mm 230mm 113mm 65⨯⨯; (2) 普通砖外测的温度。
普通砖的尺寸为：mm 240mm 1200mm 5⨯⨯。
(答： ⑴m 460.02=b ；⑵C 6.344︒=t )解：⑴第一层：1121λb t t A Q -= 第二层：2232λb t t AQ -= ⇒()()32222111t t b t t b -=-λλ⇒()()130940151.0940100023.005.12-=-b ⇒m 446.02=b因为绝热砖尺寸厚度为mm 230，故绝热砖层厚度2b 取m 460.0，校核：()()3940460.0151.0940100023.005.1t -=- ⇒C 3.1053︒=t ；⑵()()43332111t t b t t b -=-λλ⇒C 6.344︒=t 。
4-2、某工厂用mm 5mm 170⨯φ的无缝钢管输送水蒸气。
为了减少沿途的热损失，在管外包两层绝热材料：第一层为厚mm 30的矿渣棉，其热导率为11K m 0.065W --⋅⋅ ;第二层为厚mm 30的石棉灰，其热导率为11K m 0.21W --⋅⋅。
管内壁温度为C 3000，保温层外表面温度为C 400。
管道长m 50。
试求该管道的散热量。
无缝钢管热导率为11K m 45W --⋅⋅ （答：kW 2.14=Q ）解：已知：11棉K m 0.065W --⋅⋅=λ，11灰K m 0.21W --⋅⋅=λ查表得：11K m W 54--⋅⋅=钢λ()34323212141ln 1ln 1ln 12d d d d d d t t lQ λλλπ++-= 其中：0606.016.017.0ln ln 12==d d ，302.017.023.0ln ln 23==d d ， 231.023.029.0ln ln34==d d()1m W 28421.0231.0065.0302.0450606.0403002-⋅=++-=πlQ ， kW 2.14W 1042.1502844=⨯=⨯=Q 。
化工原理答案第四章传热
第四章 传 热热传导【4-1】有一加热器，为了减少热损失，在加热器的平壁外表面，包一层热导率为(m·℃)、厚度为300mm 的绝热材料。
已测得绝热层外表面温度为30℃，另测得距加热器平壁外表面250mm 处的温度为75℃，如习题4-1附图所示。
试求加热器平壁外表面温度。
解 2375℃, 30℃t t ==计算加热器平壁外表面温度1t ，./()W m λ=⋅016℃ (1757530025005016016)t --= ..145025********t =⨯+=℃【4-2】有一冷藏室，其保冷壁是由30mm 厚的软木做成的。
软木的热导率λ= W/(m·℃)。
若外表面温度为28℃，内表面温度为3℃，试计算单位表面积的冷量损失。
解 已知.(),.123℃, 28℃, =0043／℃ 003t t W m b m λ==⋅=，则单位表面积的冷量损失为【4-3】用平板法测定材料的热导率，平板状材料的一侧用电热器加热，另一侧用冷水冷却，同时在板的两侧均用热电偶测量其表面温度。
若所测固体的表面积为0.02m 2，材料的厚度为0.02m 。
现测得电流表的读数为2.8A ，伏特计的读数为140V ，两侧温度分别为280℃和100℃，试计算该材料的热导率。
解 根据已知做图热传导的热量 .28140392Q I V W =⋅=⨯=.().()12392002002280100Qb A t t λ⨯==-- 【4-4】燃烧炉的平壁由下列三层材料构成：耐火砖层，热导率λ=(m·℃)，厚度230b mm =；绝热砖层，热导率λ=(m·℃)；普通砖层，热导率λ=(m·℃)。
耐火砖层内侧壁面温度为1000℃，绝热砖的耐热温度为940℃，普通砖的耐热温度为130℃。
(1) 根据砖的耐热温度确定砖与砖接触面的温度，然后计算绝热砖层厚度。
若每块绝热砖厚度为230mm ，试确定绝热砖层的厚度。
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。
化工原理上册第四章复习题教程文件
化⼯原理上册第四章复习题教程⽂件化⼯原理上册第四章复习题第四章选择1、换热器开车时应 C ；停车时应 C 。
A.先进冷物料后进热物料先停冷物料后停热物料B.先进热物料后进冷物料先停冷物料后停热物料C.先进冷物料后进热物料先停热物料后停冷物料D. 先进冷物料后进热物料先停冷物料后停热物2、如图所⽰的列管式换热器是⼏壳程，⼏管程 ( B )A.单壳程，单管程B.单壳程，双管程C.双壳程，单管程D.双壳程，双管程3、精馏塔的冷凝器⽤⽔冷却⼄醇，若选⽤列管式换热器，则下列⾛法正确的是( A )A. ⼄醇⾛壳程，⽔⾛管程B.⼄醇⾛管程，⽔⾛壳程C.⼄醇和⽔谁⾛壳程谁⾛管程可以任意选取D.不⼀定，看情况选取4、湍流体与⾦属器壁间的对流传热过程中，其热阻主要存在（C）。
Ａ.流体中Ｂ.⾦属器壁内Ｃ.湍流体的滞流内层中Ｄ.流体的湍流主体区域内5、在⼀正常连续⽣产的间壁式换热器中，流体在换热器内的温度沿间壁流动⽅向是变化的，⽽流速等与流动有关的物理量是不变的，则可知（ C ）。
A. 管内流动属稳定流动，⽽传热属不稳定传热。
B.管内流动属不稳定流动，且传热属不稳定传热。
C.管内流动属稳定流动，且传热属稳定传热。
D.管内流动属不稳定流动，⽽传热属稳定传热。
6、以下（ C ）反映了流体的物理性质对对流传热过程的影响。
A.雷诺准数B.努塞尔准数D.格拉斯霍夫准数7、⽤潜热法计算流体间的传热量（ B ）。
（A）仅适⽤于相态不变⽽温度变化的情况（B）仅适⽤于温度不变⽽相态变化的情况（C）仅适⽤于既有相变化，⼜有温度变化的情况（D）以上均错8、⽤⽔蒸⽓在列管换热器中加热某盐溶液，⽔蒸⽓⾛壳程。
为强化传热，下列措施中最为经济有效的是（ C ）。
（A）增⼤换热器尺⼨以增⼤传热⾯积（B）在壳程设置折流挡板（C）改单管程为双管程（D）减少传热壁⾯厚度9、下列换热器中，⽤于管程和壳程均经常清洗的换热场合的是（ C ）。
（A）固定管板式换热器（B）U形管式换热器（C）填料函式换热器（D）板翅式换热器10、可在器内设置搅拌器的是（ C ）换热器。
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 、 、 。
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“化工原理”第四章传热复习题一、填空题1. 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/（m2.K）2. 在列管式换热器中,用饱和蒸气加热空气,此时传热管的壁温接近________流体的温度,总传热系数K接近______流体的对流给热系数. ***答案*** 蒸气；空气3. 热量传递的方式主要有三种:_____、_______、__________.***答案*** 热传导；热对流；热辐射。
4．强化传热的方法之一是提高K值. 而要提高K值,则应提高对流传热系数_______________________. ***答案***较小一侧的给热系数。
5. 影响给热系数α的因素有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
***答案*** 流体种类、流体性质、流体流动状态和传热壁面的几何尺寸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Q___Q___Q。
***答案*** R1>R2>R3；Q1=Q2=Q37. 一包有石棉泥保温层的蒸汽管道，当石棉泥受潮后，其保温效果应＿＿＿＿＿＿，主要原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
***答案*** 降低；因水的导热系数大于保温材料的导热系数，受潮后，使保温层材料导热系数增大，保温效果降低。
8. 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W1＿＿W2，所需传热面积A1＿＿＿A2。
***答案*** 大于；小于9. 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。
***答案***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10. 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______；有腐蚀性流体走管______；粘度大或流量小的流体走管______。
***答案*** 外；内；内；内；外。
11. 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______________________________________。
***答案*** 提高管程α值；提高壳程α值。
12. 有两种不同的固体材料，它们的导热系数第一种为λ1》第二种为λ2，若作为换热器材料，应选用_________种；当作为保温材料时，应选用__________种。
***答案*** 第一；第二13. 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。
***答案*** 20.814. 沸腾传热中，保持__________沸腾是比较理想的。
***答案*** 泡核二、选择题（2分）1. 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( )。
***答案*** CA. R1>(R2+R3)B. R1<(R2+R3)C. R1=(R2+R3)D. 无法比较2. 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) ，如冷却蛇管长度增大一倍,其它条件不变,问出口水温t2应( )。
***答案*** A；A. 增大B. 减小C. 不变D. 不一定∵m s2C p2(t2-t1）=KA△t mm s2C p2(t2-t1）=KπdL{[（T-t1）-（T-t2）]/[ln(T-t1）/（T-t2）]} 上式可简化为m s2C p2/Kπd =L/[ln[ln(T-t1）/（T-t2）；此等式左边为定值，则右边也应为定值，当L增大一倍，ln（T-t1）/（T-t2）也增大一倍，而T，t均恒定，故t必增大3. 将列管换热器的普通无缝钢管改换成镙纹铜管，或增设折流挡板，传热效率明显提高，原因是（C）A.增加了换热面积B.改变了温差C.提高了流体的湍动程度4. 在平壁导热过程中q＝λA（t1-t2）／δ，传热推动力是（）。
***答案*** BA. λ;B. （t1-t2）;C. δ5. 为了减少室外设备的热损失，保温层外所包的一层金属皮应该是（A）。
A.表面光滑，颜色较浅；B.表面粗糙，颜色较深；C.表面粗糙，颜色较浅；D.都可以。
6. 牛顿冷却定律中Q=αA△t是△t指（A）。
A.热流体平均温度与管壁平均温度之差B.壁面两侧的温度之差C.某一截面上热流体与管壁的温差D.冷热流体的平均温差7. 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（）。
***答案*** DA. 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。
8. 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（）。
***答案*** CA. 流体内;B. 器壁内;C. 湍流体滞流内层中;D. 流体湍流区域内。
9．对一台正在工作的列管式换热器，已知α1＝116W/(m2.K),α2＝11600 W/(m2.K)，要提高传热系数（K），最简单有效的途径是（）。
**答案*** AA. 设法增大α1;B. 设法增大α2;C. 同时增大α1和α2。
10. 流体与固体壁面间的对流传热，当热量通过滞流内层时，主要是以（）方式进行的。
A. 热传导B. 对流传热C. 热辐射。
***答案*** A11. 物质的导热系数，一般来说：金属的λ（），非金属的λ（），液体的λ（），气体的λ（）。
***答案*** B；D ；C； A 。
A. 最小B. 最大C. 较小D. 较大12. 用-10℃的冷冻盐水冷却某溶液，使用列管式换热器应将冷冻盐水安排走（）。
***答案*** BA. 壳程B. 管程C. 壳、管程均可。
13. 蒸汽中不凝性气体的存在，会使它的对流传热系数α值（）。
***答案*** AA. 降低B. 升高C. 不变。
14. 在下面几种换热器中，传热系数较大的是（）；能适用于高温高压场合的是（）；单位传热面积的金属耗较大的是（）。
***答案*** C；B；A。
A. 套管式；B. 列管式；C. 板式。
15. 蒸汽冷凝时，膜状冷凝的α( )滴状冷凝的α。
***答案*** C。
A. 等于；B. 大于；C. 小于。
16. 两厚度相同但导热系数不同的双层平壁稳定热传导过程，已知两层温度差△t1>△t2，则通过两层传热量( B )。
A. Q1>Q2B. Q1=Q2C. Q1<Q2D. 无法判断17. 设计一单程列管换热器，用一热流体加热一易生垢的有机液体，热流体初温150℃，终温50℃；有机液初温15℃，要求加热到40℃。
已知有机液75℃分解，应采用（D）A.逆流，冷流体走管内B.并流，冷流体走管外C.逆流，冷流体走管外D.并流，冷流体走管内18. 列管换热器内外侧对流传热系数分别是αi和αo且αi>>αo,要提高总传热系数，关键是( D )。
A. 减小αiB. 增大αiC. 减小αoD. 增大αo19. 把一壳程用饱和水蒸汽加热管内水的列管换热器由单管程改为双管程，会引起（A）A.管内膜系数增加B.管内膜系数减小C.流动阻力减少D.没有什么影响20. 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21. 翅片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22. 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，增加美观C.增加传热面积，提高传热效果23. 导热是（A ）热量传递的主要方式。
A.固体中B.液体中C.气体中24. 热量传递的基本方式是（C）A.恒温传热和稳态变温传热B.导热给热和热交换C.传导传热、对流传热与辐射传热D.气化、冷凝与冷却25. 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.冷液体的热阻C.冷热两流体的热阻D.金属壁的热阻26. 传热速率公式Q=KA△t m中，△t m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27. 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）A.流体内B.器壁内C.湍流体滞流内层内D.流体湍流区域内28. 用饱和水蒸汽加热空气时，传热管的壁温接近（A）A.蒸汽的温度B.空气的出口温度C.空气进出口平均温度29. 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（B）A.蒸汽αB.空气αC.蒸汽α与空气α的平均值30. 对流传热仅发生在（C）中A.固体B.静止的流体C.流动的流体31. 稳定的多层平壁的导热中，某层的热阻愈大，则该层的温度差（A）A.愈大B.愈小C.不变32. 流体与固体壁面间的对流传热，当热量通过滞流内层时，主要是以（A）方式进行的。
A.热传导B.对流传热C.热辐射33. 在列管式换热器中，用水冷凝乙醇蒸气，乙醇蒸气宜安排走（B）A.管程B.壳程C.管、壳程均可34. 稳定传热是指传热系统内各点的温度（B）A.既随时间而变又随位置而变B.只随位置而变但不随时间而变C.只随时间而变但不随位置而变35. 对于沸腾传热，工业生产一般应设法控制在（A）沸腾下操作A.核状B.稳定的膜状C.不稳定的膜状36. 蒸汽中不凝性气体的存在，会使它的对流传热系数α值（A）A降低B升高C不变37. 在稳定变温传热中，流体的流向选择（B）时传热平均温度差最大。
A.并流B.逆流C.错流38. 在空气与蒸汽间壁换热过程中采取（C）方法来提高传热速率是合理的。
A.提高蒸汽流速；B.采用过热蒸汽以提高蒸汽的温度；C.提高空气流速；D.将蒸汽流速和空气流速都提高。
39. 在管壳式换热器中安装折流挡板的目的，是为了改变壳程流体的（ C ），使湍动程度加剧，以提高壳程对流传热系数。
A.粘度B.密度C. 流速三、判断题1. 凡稳定的圆筒壁传热，热通量为常数。
( )***答案*** ×2. 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。