传热习题答案

一、填空题

1．三层圆筒壁热传导过程中，最外层的导热系数小于第二层的导热系数，两层厚度相同。在其他条件不变时，若将第二层和第三层的材料互换，则导热量变（），第二层与第三层的界面温度变（）。

答：变小，变小。

2．在垂直冷凝器中，蒸汽在管内冷凝，若降低冷却水的温度，冷却水的流量不变，则冷凝传热系数（），冷凝传热量（）。

答：减小，增加。

冷凝传热系数与温差的-1/4次方成正比，故温差增加，冷凝传热系数减小；

冷凝传热量与温差的3/4次方成正比，故温差增加，冷凝传热量增加。

3．在管壳式换热器中，热流体与冷流体进行换热，若将壳程由单程该为双程，则传热温度差（）。

答：下降

4．在高温炉外设置隔热档板，挡板材料的黑度越低，则热损失越（）。答：越小

5．黑体的表面温度提高一倍，则黑体的辐射能力提高（）倍。

答：15

6．沸腾传热设备壁面越粗糙，汽化核心越（），沸腾传热系数α越（）。答：多，大

7．苯在内径为20mm的圆形直管中作湍流流动，对流传热系数为1270W/

（m2．℃）。如果流量和物性不变，改用内径为30mm的圆管，其对流传热系数变为（）W/（m2．℃）。

答：612

α=0.023n

r

P d

8.0Re λ

=0.023d λn

S d W d Pr 4/8

.02⎥

⎥⎥

⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢

⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⋅⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡μρπρ

α∝8

.0)21(1⨯-+-d

=8

.1-d

αα'=8

.12030-⎪

⎭

⎫

⎝⎛=0.482

α'=0.482α=0.482⨯1270=612W/(2

m ·℃)

8．热油和水在一套管换热器中换热，水由20℃升至75℃。若冷流体为最小值流体，传热效率为0.65，则油的入口温度为（ ）。

答：104℃

ε=

20

20751--T =0.65 ∴1T =104℃

二、选择题

1．某一套管换热器，由管间的饱和蒸汽加热管内的空气，设饱和蒸汽温度为100℃，空气进口温度为20℃，出口温度为80℃，则此套管换热器内壁温度应是（ ）。

A 接近空气平均温度

B 接近饱和蒸汽和空气的平均温度

C 接近饱和蒸汽温度

答：C

2．测定套管换热器传热管内对流传热系数αi，冷流体走传热管内，热流体走套管环隙，冷热流体均无相变。冷流体的流量及进、出口温度均可测量, 且测量的精确度基本上相同。用公式αi =Q/si△ti求αi时，式中的Q用下面（）公式计算。

A Q=WcCp,c(t2-t1)

B Q=WhCp,h(T1-T2)

C Q=WcCp,c(t2-t1) 和Q=WhCp,h(T1-T2)均可以。

答：A

3．在卧式列管换热器中，用常压饱和蒸汽对空气进行加热。（冷凝液在饱和温度下排出），饱和蒸汽应走（）

A 壳程

B 管程 C

壳程和管程都可以

两流体在换热器中必须（）流动。

A 逆流

B 并流

C 逆流和并流都可以

答：A，C

4．传热过程中当两侧流体的对流传热系数都较大时，影响传热过程的将是（）。

A 管壁热阻

B 污垢热阻

C 管内对流传热热阻

D 管外对流传热热阻

答：B

5．下述措施中对提高换热器壳程对流传热系数有效的是（）。

A 设置折流板；

B 增大板间距

C 换热器采用三角形排列；

D 增加管程数

答：A，C

6．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：A，C，D；B，E，F

7．采用多管程换热器，虽然能提高管内流体的流速，增大其对流传热系数，但同时也导致（）。

A．管内易结垢； B 壳程流体流速过低

C 平均温差下降

D 管内流动阻力增大

答：C，D

8．下面关于辐射的说法中正确的是（）。

A 同一温度下，物体的辐射能力相同；

B 任何物体的辐射能力和吸收率的比值仅和物体的绝对温度有关；

C 角系数的大小与两表面的形状、大小、相互位置及距离有关；

D 只要物体与周围环境的温度相同，就不存在辐射和吸收过程 答：B ，C 三、计算题

1． 有一列管式换热器，用120℃的饱和水蒸气加热某种气体，冷凝水在饱和温度下排出，气体由20℃升高到80℃，气体在列管内呈湍流流动。若气体流量增加50%，而气体进入列管换热器的温度、压强不变。试计算加热蒸汽量为原用量的倍数。管壁热阻、污垢热阻及热损失可忽略，且气体物性可视为不变。加热蒸汽温度不变。 解：

m

c p c t KA t t c W ∆=-)(12, （1）

m c p c t A K t t c W '∆'=-')(5.112

, （2）

而K K K K i 383.15.1,8.0=='≈α

2

1

21

212

1212020120ln

383.180********ln

383.1)(5.1t t t t t t K t K t t t t m m '---'---=

'∆∆=-'- 772

='t ℃ 425.160)2077(5.12080)(5.112

=-=--'='t t W W h h

2． 现有一列管换热器，内有φ25×2.5mm 的钢管300根，管的有效长度为2m 。要求将8000kg/h 的空气于管程有20℃加热到85℃，采用108℃的饱和蒸汽于