化工原理 培训传热练习
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=,此时单位面积的热损失为_______。
(注:大型容器可视为平壁)***答案*** 1140w2.（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=,此时单位面积的热损失为_______。
(注:大型容器可视为平壁)***答案*** 1000w3.（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=,则其厚度不低于_______。
(注:大型容器可视为平壁)***答案*** 91mm4.（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,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,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,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,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_______。
化工原理--传热习题及答案
传热习题及答案一、选择题：1、关于传热系数K 下述说法中错误的是（ ）CA 、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；2、在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（ ），走壳程的有（ ）。
Ａ、Ｃ、Ｄ；Ｂ、Ｅ、ＦＡ、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；3、影响对流传热系数的因素有( )。
A 、B 、C 、D 、EA 、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；4、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：AA 、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；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 d d α∝=b. d 增大时，α增大，d α∝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 A T t T t α=-- ∵A α↓ 则12ln T 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。
管间用饱和水蒸气加热，热阻小，可以忽略不计，总热阻近似等于管内传热热阻，即K α≈5、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（ ）。
化工原理培训传热练习
一、计算练习题1. 有一碳钢制造的套管换热器，内管直径为φ89mm ×，流量为2000kg/h 的苯在内管中从80℃冷却到50℃。
冷却水在环隙从15℃升到35℃。
苯的对流传热系数αh =230W/（m 2·K ），水的对流传热系数αc =290W/（m 2·K ）。
忽略污垢热阻。
试求：①冷却水消耗量；②并流和逆流操作时所需传热面积；③如果逆流操作时所采用的传热面积与并流时的相同，计算冷却水出口温度与消耗量，假设总传热系数随温度的变化忽略不计。
解 ①苯的平均温度6525080=+=T ℃，比热容c ph =×103J/（kg ·K ）苯的流量W h =2000kg/h ，水的平均温度2523515=+=t ℃，比热容c pc =×103J/（kg ·K ）。
热量衡算式为)()(1221t t c W T T c W Q pc c ph h -=-= （忽略热损失）热负荷 43101.3)5080(1086.136002000⨯=-⨯⨯⨯=Q W冷却水消耗量 1335)1535(10178.43600101.3)(3412=-⨯⨯⨯⨯=-=t t c Q W pc c kg/h ②以内表面积S i 为基准的总传热系数为K i ，碳钢的导热系数λ=45W/（m ·K ）089.0290082.00855.045082.00035.0230111⨯+⨯⨯+=++=o c i m i h i d d d bd K αλα =×10－3+×10－5+×10－3=×10－3m 2·K/WK i =133W/（m 2·K ），本题管壁热阻与其它传热阻力相比很小，可忽略不计。
并流操作80 50 2.341565ln 1565=-=并m t ∆℃传热面积 81.62.34133101.34=⨯⨯==并并m i i t K Q S ∆m 2逆流操作 8050 4023545=+=逆m t ∆℃传热面积 83.540133101.34=⨯⨯==逆逆m i i t K S ∆m 2因逆并逆并故i i m m S S t t >∆<∆,。
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。
化工单元操作(传热)-培训题及答案
答案：小小
6.定态导热是指______________________________不随时间而改变。
答案：传热系统中各点的温度仅随位置变
7.影响传导传热系数的因素有___________________________________。
传热
一、填空题：
1.工业上冷热流体间的传热方式有______________、_____________、____________。
答案：间壁式蓄热式直接混合式
2.热量传递的方式主要有三种: ___________、_____________、_____________。
答案：热传导热对流热辐射
3.传导传热的傅立叶定律表达式为____________，其符号各代表__________________,__________________和____________________。
答案：斯蒂芬-波尔兹曼
30.热交换器根据换热的目的不同，可分为______器、______器、______器等。
答案：加热器冷却器再沸器或冷凝器
31.流体无相变的传热有_______对流传热和_______对流传热两种形式.
答案：自然强制
32.无相变的对流给热系数的经验关联式在处理强制对流时,__________可以忽略.(G, Re或Pr)
答案：对流传导对流
27.热辐射实际上是一个能量之间的双重互变过程，即______能→______能→______能。
答案：.热能辐射能热能
28.热射线可以在______中传播，这是辐射传热与传导传热和对流传热的主要差别。
化工原理 培训传热练习
一、计算练习题1. 有一碳钢制造的套管换热器，内管直径为φ89mm ×3.5mm ，流量为2000kg/h 的苯在内管中从80℃冷却到50℃。
冷却水在环隙从15℃升到35℃。
苯的对流传热系数αh =230W/（m 2·K ），水的对流传热系数αc =290W/（m 2·K ）。
忽略污垢热阻。
试求：①冷却水消耗量；②并流和逆流操作时所需传热面积；③如果逆流操作时所采用的传热面积与并流时的相同，计算冷却水出口温度与消耗量，假设总传热系数随温度的变化忽略不计。
解 ①苯的平均温度6525080=+=T ℃，比热容c ph =1.86×103J/（kg ·K ）苯的流量W h =2000kg/h ，水的平均温度2523515=+=t ℃，比热容c pc =4.178×103J/（kg ·K ）。
热量衡算式为)()(1221t t c W T T c W Q pc c ph h -=-= （忽略热损失）热负荷 43101.3)5080(1086.136002000⨯=-⨯⨯⨯=Q W冷却水消耗量 1335)1535(10178.43600101.3)(3412=-⨯⨯⨯⨯=-=t t c Q W pc c kg/h ②以内表面积S i 为基准的总传热系数为K i ，碳钢的导热系数λ=45W/（m ·K ）089.0290082.00855.045082.00035.0230111⨯+⨯⨯+=++=o c i m i h i d d d bd K αλα =4.35×10－3+7.46×10－5+3.18×10－3=7.54×10－3m 2·K/WK i =133W/（m 2·K ），本题管壁热阻与其它传热阻力相比很小，可忽略不计。
并流操作80 50 2.3415651565=-=t ∆℃传热面积 81.62.34133101.34=⨯⨯==并并m i i t K Q S ∆m 2逆流操作80 50 4023545=+=逆m t ∆℃传热面积 83.540133=⨯==逆逆m i i t K S ∆m 2因逆并逆并故i i m m S S t t >∆<∆,。
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=此时单位面积的热损失为_______。
(注:大型容器可视为平壁)***答案*** 1140w2.（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=此时单位面积的热损失为_______。
(注:大型容器可视为平壁)***答案*** 1000w3.（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=则其厚度不低于_______。
(注:大型容器可视为平壁)***答案*** 91mm4.（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= .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=(λ/d)Re Prα=.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= .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=(λ/d)Re Prα=.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_______。
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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。
化工原理传热习题答案
化工原理传热习题答案化工原理传热习题答案传热是化工过程中非常重要的一环，它涉及到物质的能量交换和传递。
在化工工程中，我们常常需要计算传热过程中的各种参数，以便优化工艺和提高生产效率。
下面，我们将针对一些典型的传热习题进行解答，帮助读者更好地理解传热原理。
1. 一个半径为0.2 m的球形反应器，内部填充有固体颗粒，其表面温度为200 ℃，环境温度为25 ℃。
假设传热系数为10 W/(m2·℃)，求反应器表面每秒钟散失的热量。
解答：根据传热原理，传热的功率可以表示为Q=U×A×ΔT，其中Q为传热功率，U为传热系数，A为传热面积，ΔT为温差。
传热面积A可以通过计算球的表面积得到，即A=4πr^2。
代入半径r=0.2 m，可以求得A=0.502 m^2。
温差ΔT可以通过环境温度和表面温度的差值得到，即ΔT=200-25=175 ℃。
将U、A和ΔT代入传热功率的公式，可以得到Q=10×0.502×175=876.75 W。
所以，反应器表面每秒钟散失的热量为876.75 W。
2. 一根长度为1 m、直径为0.05 m的圆柱形管道，内部流体温度为150 ℃，外部环境温度为30 ℃。
假设传热系数为50 W/(m2·℃)，求管道内部每秒钟传递的热量。
解答：根据传热原理，传热的功率可以表示为Q=U×A×ΔT，其中Q为传热功率，U为传热系数，A为传热面积，ΔT为温差。
传热面积A可以通过计算圆柱形管道的表面积得到，即A=2πrh+πr^2，其中h为管道的长度，r为管道的半径。
代入长度h=1 m，半径r=0.05 m，可以求得A=0.471 m^2。
温差ΔT可以通过内部流体温度和外部环境温度的差值得到，即ΔT=150-30=120 ℃。
将U、A和ΔT代入传热功率的公式，可以得到Q=50×0.471×120=2826 W。
所以，管道内部每秒钟传递的热量为2826 W。
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 培训传热练习
一、计算练习题1. 有一碳钢制造的套管换热器，管直径为φ89mm ×3.5mm ，流量为2000kg/h 的苯在管中从80℃冷却到50℃。
冷却水在环隙从15℃升到35℃。
苯的对流传热系数αh =230W/（m 2·K ），水的对流传热系数αc =290W/（m 2·K ）。
忽略污垢热阻。
试求：①冷却水消耗量；②并流和逆流操作时所需传热面积；③如果逆流操作时所采用的传热面积与并流时的相同，计算冷却水出口温度与消耗量，假设总传热系数随温度的变化忽略不计。
解 ①苯的平均温度6525080=+=T ℃，比热容c ph =1.86×103J/（kg ·K ）苯的流量W h =2000kg/h ，水的平均温度2523515=+=t ℃，比热容c pc =4.178×103J/（kg ·K ）。
热量衡算式为)()(1221t t c W T T c W Q pc c ph h -=-= （忽略热损失）热负荷 43101.3)5080(1086.136002000⨯=-⨯⨯⨯=Q W冷却水消耗量 1335)1535(10178.43600101.3)(3412=-⨯⨯⨯⨯=-=t t c Q W pc c kg/h ②以表面积S i 为基准的总传热系数为K i ，碳钢的导热系数λ=45W/（m ·K ）089.0290082.00855.045082.00035.0230111⨯+⨯⨯+=++=o c i m i h i d d d bd K αλα =4.35×10－3+7.46×10－5+3.18×10－3=7.54×10－3m 2·K/WK i =133W/（m 2·K ），本题管壁热阻与其它传热阻力相比很小，可忽略不计。
并流操作80 50 2.341565ln 1565=-=并m t ∆℃传热面积 81.62.34133101.34=⨯⨯==并并m i i t K Q S ∆m 2逆流操作 8050 4023545=+=逆m t ∆℃传热面积 83.540133101.34=⨯⨯==逆逆m i i t K S ∆m 2因逆并逆并故i i m m S S t t >∆<∆,。
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 、 、 。
化工原理传热练习题
化工原理传热练习题传热概念：1、传热的三种基本方式2、如何测定及如何提高对流传热的总传热系数K4、如何强化传热计算公式（1）热量衡算（有相变、无相变）K的计算、平均温度差、总传热速率方程、传热面积的计算（判别是否合用）（例4－8）（2）流体在圆形管内作强制湍流流动时α计算式（公式、条件），粘度μ对α的影响。
（3）实验测K (例4－9)（4）换热器操作型问题（求流体出口温度，例4－10）二实验题（10）1．利用过热蒸汽进行传热实验的过程中，若运行一段时间后，传热膜系数下降，可能的原因是什么？如何解决？2.蒸汽冷凝传热时，为什么要排放不凝性气体？内管壁温接近于哪一侧流体的温度？3.为了提高换热器的总传热系数K，应提高空气侧，还是水侧的和S？为什么？换热器中冷热流体的流动方向有几种，当选择流向时应如何考虑？4．阐述液体沸腾曲线的基本形状，一般沸腾应处于什么状态才能达到较好的换热效果？1、（4分）换热器中冷热流体的流动方向有：逆流，并流，折流和错流。
（1分）当采用逆流时，在传热量和总换热系数一定的情况下，换热器的传热面积较小，另外，采用逆流还可以节省加热介质或冷却介质的用量。
通常，换热器尽可能采用逆流操作。
（1分）当某些特殊工艺要求时，对流体的温度有所限制，如冷流体被加热时不能超过某一温度，或热流体被冷却时不能低于某一温度时，可采用并流。
（1分）采用折流或错流时，主要是为了满足换热器的结构要求，或提高总传热系数。
（1分）2、（6分）液体沸腾曲线主要包括自然对流、泡状沸腾和膜状沸腾。
（3分）一般沸腾应处于泡状沸腾状态才能达到较好的效果，此时传热系数和热通量都较大。
（3分）5．灰体的定义及特点6、设计一套实验装置要求既可以测量总传热系数，又可同时测量对流传热系数，标注仪表、仪器名称。
并简要说明试验步骤，需要测量那些参数。
？三计算题（60分）3 （20分）在一列管式换热器内用水冷却苯。
苯走管程，流量为1.5kg/s，由80o C 被冷却至30o C。
化工原理热传导练习题
化工原理热传导练习题化工原理热传导练习题热传导是化工原理中的一个重要概念，它涉及到物质内部热量的传递方式。
在实际工程中，我们经常需要计算和分析热传导的问题，因此掌握相关的练习题是非常重要的。
下面，我将为大家提供一些热传导的练习题，希望能够帮助大家更好地理解和应用这一知识。
练习题一：热传导计算问题：一块长为1m，宽为0.5m，厚度为0.1m的金属板，其热导率为50W/(m·K)。
板的左右两侧分别保持在100℃和20℃的温度下。
求金属板内部的温度分布情况。
解析：根据热传导的基本原理，我们可以利用热传导方程来求解这个问题。
热传导方程可以表示为：q = -kA(dT/dx)其中，q是单位时间内通过单位面积的热量传递，k是热导率，A是传热面积，dT/dx是温度梯度。
在本题中，由于板的宽度和厚度都是常数，所以传热面积A是一个常数。
我们可以将热传导方程简化为：q = -kA(dT/dx)由于问题中要求的是温度分布情况，所以我们需要求解dT/dx。
将上述方程进行积分，可以得到：q = -kA(T2 - T1) / L其中，T2和T1分别表示板的两侧温度，L表示板的长度。
将问题中的数据代入上述方程，可以得到：q = -50 × 0.5 × 0.1 (100 - 20) / 1 = -200 W由于热量是从高温区向低温区传递的，所以传热速率q为负值。
练习题二：热传导和材料选择问题：在一个化工装置中，需要将高温的液体通过一个金属管道传输到远处。
为了减少热损失，我们需要选择一个合适的材料作为管道的材质。
已知不同材料的热导率如下：金属A：100 W/(m·K)金属B：50 W/(m·K)金属C：10 W/(m·K)假设管道的长度为100m，管道外温度为20℃，内部温度为200℃。
请问应该选择哪种材料作为管道的材质？解析：根据热传导的基本原理，热损失与热导率成正比。
化工原理--传热习题及答案
传热习题及答案一、选择题：1、 关于传热系数K 下述说法中错误的是（ ）CA 、 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；2、 在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（ ），走壳程 的有（）。
A 、C 、D;B 、E 、FA 、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；3、 影响对流传热系数的因素有（）。
A B 、C 、D EA 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；4、 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：AA 、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；解：原因是：流量不变 d 2u 常数 当管径增大时，a. u l/d 2 , u 0-8/d 0'2 1/d 1'8综合以上结果， 根据m 5 t 2 tl KA t m 对于该系统KA_b L_A L T t 2mc p J t 2 ln — 则T t 2A-ln T• t 2b. d增大时，a增大，dA 1/d1'8，管径增加，A下降KA At m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：N u O.O23Re0.8Pr n，即物性一定时，u^/d。
.2。
根据连续性方程，流量不变时，V匸"J常数，所以管径变化，管内流速也发生变化。
管间用饱和水蒸气加热，热阻小，可以忽略不计，总热阻近似等于管内传热热阻，即K5、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（）。
化工原理-传热-习题
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____ 侧的对流传热系数，而壁温接近于侧流体的温度值。
(2)间壁换热器中总传热系数K的数值接近于热阻（大、小）一侧的α值。
间壁换热器管壁温度t W接近于α值 _ （大、小）一侧的流体温度。
(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，其两侧的温差愈。
(4)在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在，减少热阻的最有效措施是。
(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______，各层导热速率__________。
(7) 在大容积沸腾时液体沸腾曲线包括、和________ 三个阶段。
实际操作应控制在。
(8) 传热的基本方式有、和 __ 三种。
热传导的基本定律是⎽⎽⎽⎽其表达式为⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
(9) 工业上冷热流体的传热方式有⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽、⎽⎽⎽⎽⎽⎽、⎽⎽⎽⎽⎽。
（10）列管式换热器的管程设计成多程是为了⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽；在壳程设计折流挡板是为了_____.(11)对流传热系数关联式中普兰特准数是表示的准数。
(12)金属的导热系数大都随其纯度的增加而( ),随其温度升高而( ).13.壁厚为b的平壁,其导热量为Q,若导热系数λ越大,则与之相应的Δt越( ).二选择(1) 在蒸气—空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中的＿＿在工程上可行。
A 提高空气流速B在蒸汽一侧管壁上加装翅片，增加冷凝面积并及时导走冷凝热C采用过热蒸汽以提高蒸汽温度D提高蒸汽流速(2) 从传热角度来看，工业锅炉与工业冷凝器的设计是依据_________现象来考虑的。
A核状沸腾及膜状冷凝B膜状沸腾和膜状冷凝C 核状沸腾和滴状冷凝D膜状沸腾及滴状冷凝(3) 换热器中冷热流体一般为逆流流动，主要是为________。
A提高传热系数B减少冷却剂用量C提高对数平均温差D减少流动阻力(4)稳态传热是指传热系统内各点的温度( ) A 即随时间而变,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D 即不随时间而变,又不随位置而变5. 间壁两侧流体的对流传热系数相差较大时,要提高K 值,关键在于提高对流传热系数( ).A 大者B 小者C 两者 三、计算1 在一单程逆流列管换热器中用水冷却空气，两流体的进口温度分别为20℃和110℃。
化工原理传热部分模拟
化工原理传热部分练习题一填空(1)热传导的基本定律是。
间壁换热器中总传热系数K的数值接近于热阻（大、小）一侧的α值。
间壁换热器管壁温度tW接近于α值（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、小），其两侧的温差愈（大、小）。
(2)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，其两侧的温差愈。
(3)在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在，减少热阻的最有效措施是。
(4) 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，各层导热速率。
(5) 传热的基本方式有、和三种(6) 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倍。
（设条件改变后仍在湍流范围）三、计算9 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α=800W/(m2·℃)，管内侧热阻为外侧的40%，污垢热阻又为管内侧热阻的70%，试核算：（1）换热器每程提供的传热面积（外表面为基准）；（2）换热管的总根数；（3）换热器的管程数。
[计算时可忽略管壁热阻及热损失，水的比热为4.18kJ/(kg·℃)]10 在一单程逆流列管换热器中用水冷却空气，两流体的进口温度分别为20℃和110℃。
在换热器使用的初期，冷却水及空气的出口温度分别为45℃和40℃，使用一年后，由于污垢热阻的影响，在冷热流体的流量和进口温度不变的情况下，冷却水出口温度降至38℃，试求：（1）空气出口温度为多少？（2）总传热系数为原来的多少倍？（3）若使冷却水加大一倍，空气流量及两流体进口温度不变，冷热流体的出口温度各为多少？（α水>>α空气）（4）冷却水流量加大后，换热器的传热速率有何变化？变为多少？11 流量为2000kg/h的某气体在列管式换热器的管程流过，温度由150℃降至80℃；壳程冷却用水，进口温度为15℃，出口温度为65℃，与气体作逆流流动，两者均处于湍流。
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一、计算练习题1、 有一碳钢制造的套管换热器,内管直径为φ89mm ×3、5mm,流量为2000kg/h 的苯在内管中从80℃冷却到50℃。
冷却水在环隙从15℃升到35℃。
苯的对流传热系数αh =230W/(m 2·K),水的对流传热系数αc =290W/(m 2·K)。
忽略污垢热阻。
试求:①冷却水消耗量;②并流与逆流操作时所需传热面积;③如果逆流操作时所采用的传热面积与并流时的相同,计算冷却水出口温度与消耗量,假设总传热系数随温度的变化忽略不计。
解 ①苯的平均温度6525080=+=T ℃,比热容c ph =1、86×103J/(kg ·K)苯的流量W h =2000kg/h,水的平均温度2523515=+=t ℃,比热容c pc =4、178×103J/(kg ·K)。
热量衡算式为)()(1221t t c W T T c W Q pc c ph h -=-= (忽略热损失)热负荷 43101.3)5080(1086.136002000⨯=-⨯⨯⨯=Q W冷却水消耗量 1335)1535(10178.43600101.3)(3412=-⨯⨯⨯⨯=-=t t c Q W pc c kg/h ②以内表面积S i 为基准的总传热系数为K i ,碳钢的导热系数λ=45W/(m ·K)089.0290082.00855.045082.00035.0230111⨯+⨯⨯+=++=o c i m i h i d d d bd K αλα =4、35×10－3+7、46×10－5+3、18×10－3=7、54×10－3m 2·K/WK i =133W/(m 2·K),本题管壁热阻与其它传热阻力相比很小,可忽略不计。
并流操作80 50 2.341565ln 1565=-=并m t ∆℃传热面积 81.62.34133101.34=⨯⨯==并并m i i t K Q S ∆m 2逆流操作 8050 4023545=+=逆m t ∆℃传热面积 83.540133101.34=⨯⨯==逆逆m i i t K S ∆m 2因逆并逆并故i i m m S S t t >∆<∆,。
17.1==并逆逆并m m i i t t S S ∆∆ ③逆流操作 S i =6、81m 2,2.3481.6133101.34=⨯⨯==i i m S K Q t ∆℃设冷却水出口温度为t '2,则2.34235'=+=t t m ∆∆,='t ∆33、4℃,t '2=80－33、4=46、6℃水的平均温度t '=(15+46、6)/2=30、8℃,c'pc =4、174×103J(kg ·℃) 冷却水消耗量846)156.46(10174.43600101.3)'('3412=-⨯⨯⨯⨯=-=t t c Q W pc c kg/h 逆流操作比并流操作可节省冷却水:%6.3610013358461335=⨯-若使逆流与并流操作时的传热面积相同,则逆流时冷却水出口温度由原来的35℃变为46、6℃,在热负荷相同条件下,冷却水消耗量减少了36、6%。
2、在逆流换热器内,用20℃的水(比热容4、2kJ/(kg·K))将流量为4500kg/h 的液体由80℃冷却30℃,其比热容为1、9kJ/(kg·K),液体走壳程,对流传热膜系数为1700W/(m 2·K);已知换热器由直径为Ф25×2、5mm 的钢管组成,钢管的导热系数λ=45 W/(m·K);管程走水,对流传热膜系数为850 W/(m 2·K),若水的出口温度不超过50℃。
假设污垢热阻、热损失可忽略,试计算:(1)水的用量;(2)传热面积。
解:(1)水用量:q mr C Pr (t 2-t 1)= q ml C Pl (t 2-t 1) 4500×1、9×(80－30)= q ml ×4、2×(50－20) q ml =3393kg/h (2)传热面积A －－传热基本方程Q=KA △tm ①求传热速率(热负荷):热损失不计,则 Q=Q r =q mr C Pr (t 2-t 1)= 4500×1、9×(80－30)/3600=118、75kW②求平均推动力△tm=〖(T －t 2)－(T －t 1)〗/ln(T －t 2)/ (T －t 1) = (80－50)－(30－20)/In(30/10)=18、2K ③传热系数Ko=471、6 W/(m 2·K)④ 求传热面积A=118、75×1000/471、6×18、2=13、8m 23、在单管程单壳程列管换热器中,用120℃的饱与水蒸汽加热管内的有机液体。
管内液体总流量为15000kg/h,温度由20℃升至50℃,其比热容为1、76kJ/(kg ·℃)。
测得有机液的对流传热系数为790W/(m 2·℃),蒸汽冷凝传热系数为1×104W/(m 2·℃),换热管的直径为Ф25×2、5mm 。
忽略管壁热阻、污垢热阻及热损失,试计算传热面积。
解:传热面积A －－传热基本方程Q=KA △tm①求传热速率(热负荷)Q=Q L =q mL C Pl (t 2-t 1)= 15000×1、76×(50－20)/3600=220kW ②求平均推动力△tm=〖(T －t 2)－(T －t 1)〗/ln(T －t 2)/ (T －t 1)= (120－20)－(120－50)/In100/70=84、1K ③求传热系数1/K o =d o /αi d i +R i ＋ bd o / λ d m +R o ＋ 1/αo 1/K o =25/20×790＋1/100001/K o =0、00168 K o =595 W/(m 2·K)④ 求传热面积A o =220×1000/595×84、1=4、39m 24、某列管式加热器由多根Ф25×2、5mm 的钢管组成。
将苯由20℃加热到50℃,苯在管内流动,其流量为15m 3/h,苯的比热为1、76kJ/(kg ·K),密度为858kg/m 3。
加热剂为130℃的饱与水蒸汽,在管外冷凝。
已知加热器以外表面积为基准的总传热系数为700W/(m 2·K)。
试求换热器面积。
解:求A －－传热基本方程Q=KA △tm (1)求传热速率(热负荷)Q=Q L = q mL C Pl (t 2-t 1)= 15×858×1、76×(50－20)/3600=188、76kW (2)求平均推动力△tm=〖(T 1－t 2)－(T 2－t 1)〗/ln(T 1－t 2)/ (T 2－t 1)= (130－20)－(130－50)/In110/80=94、2K (3)已知传热系数K o =700W/(m 2·℃) (4)求传热面积A o =188、76×1000/700×94、2=2、86m 24、某列管式加热器由18根长3米Ф25×2、5mm 的钢管组成。
将苯由20℃加热到60℃,苯在管内流动,其流量为16m 3/h,苯的比热为1、76kJ/(kg·K),密度为858kg/m 3。
3o o o i i m o 1125 2.510251*********.51700d bd K d d αλα-⨯⨯=++=++⨯⨯加热剂为120℃的饱与水蒸汽,在管外冷凝。
已知苯在管内的对流传热膜系数为900W/(m 2·K),水蒸汽的对流传热膜系数为13000 W/(m 2·K)。
试校核该换热器能否使用？解:求A －－传热基本方程Q=KA △tm ①、求传热速率(热负荷)Q=Q L = q mL C Pl (t 2-t 1)= 16×858×1、76×(60－20)/3600=268、46kW ②、求平均推动力△tm=〖(T 1－t 2)－(T 2－t 1)〗/ln(T 1－t 2)/ (T 2－t 1)= (120－20)－(120－60)/In100/60=78、3K(或80K)③、已知蒸汽的膜系数远大于苯的膜系数,所以K o ≈900W/(m 2·K)④、求传热面积A o =268、46×1000/900×78、3=3、81m 2 (3、82m 2)⑤、校核:换热器的面积为A O *= n πd O L=18×3、14×0、025×3=4、24 m 2故该换热器能满足要求5、在逆流换热器内,用20℃的水将流量为4500kg/h 的液体由80℃冷却30℃,其比热容为1、9kJ/(kg·K),液体走壳程,对流传热系数为1700W/(m 2·K);已知换热器由直径为Ф25×2、5mm 的钢管组成,钢管的导热系数λ=45 W/(m·K);管程走水,对流传热系数为850 W/(m 2·K),若水的出口温度不超过50℃。
假设污垢热阻、热损失可忽略,试计算传热面积。
解:传热面积A －－传热基本方程Q=KA △tm ①求传热速率(热负荷):热损失不计,则 Q=Q r =q mr C Pr (t 2-t 1)= 4500×1、9×(80－30)/3600=118、75kW ②求平均推动力△tm=〖(T －t 2)－(T －t 1)〗/ln(T －t 2)/ (T －t 1) = (80－50)－(30－20)/In(30/10)=18、2K ③传热系数Ko=471、6 W/(m 2·K)④ 求传热面积A=118、75×1000/471、6×18、2=13、8m 26、有一列管换热器由Ф25×2、5mm 的120 根钢管组成。
110℃的饱与水蒸气在壳方冷凝以加热在管内作湍流流动的某液体,且冷凝水在饱与温度下排出。
已知液体平均比热为4、187 kJ/kg·K,由15℃加热到90℃。
管内对流传热系数为a i =800W/m 2·K,蒸气冷凝的对流传热系数a o =1、1×104W/m 2·K,忽略污垢热阻、壁阻与热损失,每小时收集冷凝水2100kg,在饱与温度下蒸气冷凝潜热R=2232kJ/kg,试求传热面积。