第四章 传热.doc

第4章 传热姓名： 学号： 班级： （一）选择题第1题 套管冷凝器的内管走空气，管间走饱和水蒸气，如果蒸汽压力一定，空气进口温度一定，当空气流量增加时：a) 传热系数K应（ ） A增大 B减小 C基本不变b) 空气出口温度（ ） A增大 B减小 C基本不变c) 壁温（ ） A增大 B略有减小 C基本不变第2题 1.在蒸汽冷凝传热中，不冷凝性气体的存在对的影响是（ ）（A） 不冷凝性气体存在会使（值）大大降低；（B） 不冷凝性气体存在会使（值）升高；（C） 不冷凝性气体存在与否，对数值无影响2蒸汽-空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中在工程上可行的是（ ）（A）提高空气流速； （B）提高蒸汽流速；（C）采用过热蒸汽以提高蒸汽温度； （D）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液。3蒸汽压强的变化，对冷凝传热的影响是（ ）（A）蒸汽压强P，值，对关联式有影响；（B）蒸汽压强P，值不变，对关联式无影响；（C）蒸汽压强P，值，对关联式有影响第3题 利用水在逆流操作的套管换热器中冷却某物料。要求热流体的温度T1，T2及流量W1不变。今因冷却水进口温度t1增高，为保证完成生产任务，提高冷却水的流量W2，其结果（ ）（A）K增大，tm不变； （B）Q不变，tm下降，K增大；（C）Q不变，K增大，tm不确定； (D)Q增大，tm下降（二）填空题第1题 1.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。2多层管壁稳定导热中，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_。（三）计算题1.燃烧炉的内层为460mm厚的耐火砖，外层为230mm厚的绝缘砖。若炉的内表面温度t1为1400，玩表面温度t3为100。试求导热的热通量及两砖间的界面温度。设两层砖接触良好，已知耐火砖的导热系数为1=0.90.0007t，绝缘砖的导热系数为2=0.30.0003t。两式中t可分别取为各层材料的平均温度，单位为，导热系数的单位为W(m)。 （答：q=1689W，t2=949）2蒸汽管道外包扎有两层导热系数不同而厚度相同的绝热层，设外层的平均直径为内层的两倍。其导热系数也为内层的两倍。若将两层材料互换位置，假定其他条件不变，试问每米管长的热损失将改变多少？说明在本题情况下，哪一种材料包扎在外层较为适合？ （答：q=1.25q ）3在管壳式换热器中用冷水冷却油。水在直径为19mm2mm的列管内流动。已知管内水侧对流传热系数为3490 W()，管外油侧对流传热系数为258 W()。传热器在使用一段时间后，管壁两侧均有污垢形成，水侧污垢热阻为0.00026W，油侧污垢热阻为0.000176W。管壁带热系数为45 W(m)。试求：（1）基于管外表面积的总传热系数；（2）产生污垢后热阻增加的百分数。（答：（1）Ko=208 W()；（2）11.8%）4在一传热面积为50的单程管壳式换热器中，用水冷却某种溶液。两液体呈逆流流动。冷水的流量为33000kgh，温度由20升至38。溶液的温度由110降至60。若换热器清洗后，在两流体的流量和进口温度不变的情况下，冷水出口温度增到45。试估算换热器清洗前传热面两侧的总污垢热阻。假设：（1）两种情况下，流体物性可视为不变，水的平均比热容可取为4.187kJ(kg)；（2）可按平壁处理，两种工况下i和o分别相同；（3）忽略管壁热阻和热损失。（答：Rs=1.925103W）5在一单程管壳式换热器中，用饱和蒸汽加热原料油。温度为160的饱和蒸汽在壳程冷凝（排出时为饱和液体），原料油在管程流动，并由20加热到106。管壳式换热器尺寸为：列管直径19mm2mm、管长4m，共有25根管子。若换热器的传热量为125kW，蒸汽冷换热系数为7000 W()，油侧污垢热阻可取为0.0005W，管壁热阻和蒸汽侧垢层热阻可忽略，试求管内油侧对流传热系数。又若油的流速增加一倍，此时若传热器的总传热系数为原来总传热系数的1.75倍，试求油的出口温度。假设油的物性不变。（答：i=360 W()，t2=100 ）6常压下温度为120的甲烷以10ms的平均速度在管壳式换热器的管间沿轴向流动。离开换热器时甲烷温度为30，换热器外壳内径为190mm，管束由37根19mm2mm的钢管组成，试求甲烷对管壁的对流传热系数。（答：=62.4 W() ）7流量为720kgh的常压饱和水蒸气在直立的管壳式换热器的列管外冷凝，换热器内列管直径为25mm2.5mm，长为2m。列管外壁面温度为94。试按冷凝要求估算换热器的管数（设管内侧传热可满足要求）。传热器热损失可忽略。（答：n=64）8有一套管换热器，内管为542mm，外管为1164mm的钢管，内管中苯被加热，苯进口温度为50，出口温度为80，流量为4000kgh。环隙为133.3的饱和水蒸气冷凝，其汽化热为2168.1kJkg，冷凝传热系数为11630W(K)。苯在5080之间的物性参数平均值为：密度=880m3，比热为 Cp=1.86kJ(kg)， 粘度为=0.39103Pas，导热系数为=0.1