化工原理传热题库

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接近于空气侧的对流传热系数，而壁温接近于饱和水蒸汽侧流体的温度值。

(2) 热传导的基本定律是傅立叶定律。间壁换热器中总传热系数K 的数值接近于热阻大（大、小）一侧的α值。间壁换热器管壁温度t W接近于α值大（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（大、小），其两侧的温差愈大（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，则该壁面的热阻愈小，其两侧的温差愈小。

(4)在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在滞离层内（或热边界层内），减少热阻的最有效措施是提高流体湍动程度。

(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Q1 = Q2 = Q3。

(7) 物体辐射能力的大小与黑度成正比，还与温度的四次方成正比。

(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 自然对流 、 泡核沸

腾 和 膜状沸腾 三个阶段。实际操作应控制在 泡核沸腾 。在这一阶段内，传热系数随着温度差的增加而 增

加 。

(10) 传热的基本方式有 传导 、 对流 和 辐射 三种。热传导的基

本定律是⎽⎽⎽傅立叶定律⎽其表达式为⎽⎽⎽dQ= -ds λn

t ∂∂⎽⎽⎽。 (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 1.74 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 3.48 倍。（设条件改变后仍在

湍流范围）

(12) 导热系数的单位为 W/（m ·℃） ，对流传热系数的单

位为 W/（m 2·℃） ，总传热系数的单位为 W/

（m 2·℃） 。

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＿D ＿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 A 倍。

A 1.149

B 1.74

C 2

D 不定

3 一定流量的液体在一φ25×2.5mm的直管内作湍流流动，其对流传热系数αi=1000W/m2·℃；如流量与物性都不变，改用一φ19×2mm的直管，则其α将变为 D 。

A 1259

B 1496

C 1585

D 1678

4 对流传热系数关联式中普兰特准数是表示 C 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—空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中的＿B＿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50℃，现因某种原因，两者的温度各升高100℃，则此时的辐射传热量与原来的辐射传热量相比，应该＿B＿。

A 减小

B 增大

C 不变

7 在单效蒸发器中，将某水溶液从14%连续浓缩至30%，原料液沸点进料，加热蒸汽的温度为96.2℃，有效传热温差为11.2℃，二次蒸气的温度为75.4℃，则溶液的沸点升高为 D ℃。

A 11.2

B 20.8

C 85

D 9.6

8 为蒸发某种粘度随浓度和温度变化较大的溶液，应采用＿B ＿流

程。

A 并流加料

B 逆流加料

C 平流加料

D 双

效三体并流加料

三、计算

1试推导出表示具有内部热源的实心球体的温度分布公式。已知：o R

球体半径，m ；o T 球体表面的恒定温度，℃；o q 每单位

球体体积在单位时间内所产生热量，)/(3h m J ⋅；o λ 球体材料

的导热系数，)/(C h m J ︒⋅⋅。

解： 球体积 334r V π=， 球表面积 24r A π=

根据傅立叶热传导公式：

dr

dt r dr dt A q r o o o 23434πλλπ-=-= 所以 dt q rdr o

o λ3-= 积分上式得： ⎰⎰-=o o T T o o R r dt q rdr λ3

)(3)(2122o o o o T T q r R -=-λ )(622r R q T T o o

o o -+=λ 2 一卧式列管冷凝器，钢质换热管长为3m ，直径为φ25×2mm 。水以

0.7m/s 的流速在管内流过，并从17℃被加热到37℃。流量为

1.25kg/s 、温度为72℃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