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第一章 流体流动1.流体在管路中流动时，有几种流动形态？写出判断流型的具体根据。答：有两种流型。层流、湍流。根据：Re=du/ Re4000湍流；2000Reb2b3;导热系数12R2R3,各层的导热速率Q1=Q2=Q3在压强恒定的条件下，空气的粘度随温度的降低而（增大）。12、物体黑度是指在（同一）温度下，物体的（辐射能力）与（黑体的辐射能力）之比，在数值上等于与它同一温度下物体的（吸收率）相等。13、液体沸腾根据温差大小可以分为（自然对流、泡状沸腾、膜状沸腾）三个阶段，实际操作应控制在（泡状沸腾阶段）多层壁稳定传热，凡是导热系数大的一层，温差也大。（错）在多管程列管换热器中，无相变得两流体的平均传热温差总比纯逆流时的小（对）传热边界层厚度总是小于或等于流动边界层厚度。15、列管式换热器的壳程内设置折流挡板的作用在于（提高壳程流体的流速，使得壳程；流体的传热系数提高）多层筒壁稳定传热中，若某层的热阻最大，则该层的两侧温差（最大）；若某层的平均导热面积最大，则通过该层的热流密度（最小）。16、在确定列管换热器冷热流体的流径时，一般来说，蒸汽走管（外），易结垢的流体走管（内），高压流体走管（内），有腐蚀性流体走管（内），粘度大或者流量小的流体走管（外）。17、冷凝现象有（滴状）冷凝和（膜状）冷凝，工业冷凝器的设计都按（膜状）冷凝设计，沸腾现象有（泡核）沸腾和（膜状）沸腾，工业上的沸腾装置一般都是按（泡核）沸腾设计的。18、将单程列管换热器改为双层的作用是（提高管内 ），但这将使（tm）减小，（阻力）增大。19、定性温度是指（确定准数中各物性参数的温度）。沸腾传热可分为三个区域，他们是（自然对流区）、（核状沸腾区）、（膜状沸腾区），生产中的沸腾传热过程维持在（核状）区操作。20、在一卧式加热器中，利用水蒸汽冷凝来加热某种液体，应让加热器在（壳程）流动。加热器顶部设置排气阀是为了（排放不凝气，防止壳程值大幅度下降）。列管换热器的管程设计成多程是为了（提高管程值）在壳程设置折流挡板是为了（提高壳程值）。21、间壁换热器管壁温度tw接近（大）一侧的流体温度；总传热系数K的值接近（热阻大）一侧的值。对于间壁换热器m1Cp1（T1-T2）=m2Cp2 (t2-t1)=KAtm等式成立的条件是（稳定传热、无热损、无相变化）。22、影响两固体表面间辐射传热量大小的主要因素主要有（表面温度、黑度、介质性质、几何位置）。23、列管换热器，在壳程设置折流挡板的目的是（增大壳程流体的湍流程度，强化对流传热、提高值、支承管子）等温面不会相交，是因为（一个点不可能具有两个温度）26、在多层平壁稳定热传导中，通过各层的热通量（相等）。列管换热器中，用饱和蒸汽加热空气，空气走管内，蒸汽走管间，则管壁温度接近（水蒸气）的温度，总传热对流系数。31、引起自然对流的原因是（系统内部存在温度差，使得各部分流体密度不同而引起上升、下降的流动），因此影响自燃流体的物性有（、Cp、）。32、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（降低），主要原因是（因水的导热系数大于保温材料的导热系数，受潮后，使保温材料导热系数增大，保温效果降低）*33、外包绝热材料的蒸汽管道，当蒸汽压力增大时，绝热层外表面与空气之间联合对流传热系数的变化是（增大）而绝热材料导热系数变化是（增大）。34、用无因次准数方程形式表示下列各种传热情况下诸有关参数的关系A、无相变化时对流传热（ Nu=f (Re,Pr,Gr) ）B、无相变化时自然对流传热（ Nu=f (Pr,Gr) ）C、无相变化时强制对流传热（ Nu=f (Re,Pr) ）提高操作压强，池内沸腾传热系数变（大），因为（提高了操作压强即提高了液体的饱和温度，使液体的表面温度和粘度下降。在相同温差下气泡的最小半径和脱离直径减小，沸腾传热增强）。35、举出五种间壁式换热器（夹套式、蛇管式、套管式、列管式、板式），提高间壁式换热器系数的主要方法是（提高流体流速，增大人工搅动，防止结垢，及时清除污垢）36、水在管 内做湍流流动，若使流速提高至原来两倍。则对流传热系数变为原来的（1.74）倍。管径改为原来的1/2/而流量相同，则对流传热系数变为原来的（3.48）倍（设条件改变，物性常数不变）37、设置隔热挡板是（减少）辐射散热的有效方法。挡板材料的温度愈低，辐射散热量（愈低）。*38、物体辐射传热速率与热力学温度的（*）次方成正比。39、蒸汽冷凝时，要经常注意排放（不凝气），这是因为不凝气构成附加的气膜阻力使得增大。40、两流体通过间壁换热，冷流体从20 被加热至50 ，热流体从100 被冷却至70则逆流时的tm=（50 ）。并流时的tm=（43.5 ）在传热实验中，用饱和水蒸气加热空气，总传热系数K接近于（空气）侧的对流传热系数，而壁温接近与（饱和水蒸气）侧的流体的温度。蒸汽冷凝说对流传热系数较大的原因是（蒸汽冷凝时释放较大的冷凝潜热）41、黑体是指（能吸收全部辐射能的物体）。镜体是指（能全部反射辐射能的物体）。灰体是指（能以相同的吸收率吸收所有波长的辐射能的物体）。在对流传热过程中，Nu表示（包含对流传热系数），Re（流体流动状态）的准数。42、克希霍夫定律指出：一切物体的（发射能力）和（吸收率）的比值均相等，且等于同温度下黑体的（发射能力）。43、浮头式或带膨胀节的换热器适用于（管壁）与（壳壁）温差很大的场合。44、判断下面关于系统进行稳定传热时的说法哪一个是错误的（C）。A通过一定传热面的传热速率不随时间变化，为一定值。B系统中任一点的温度维持恒定。C总的传热速率等于通过垂直于热流方向的各传热面的传热速率之和。D系统中任一传热面上的热通量在过程中不变。在房间中利用火炉进行取暖时，其传热方式为（C）A传到和对流B传导和辐射C传导、对流和辐射，但对流和辐射是主要的。45、哪些对流给热系数与壁温有关？请任举出其中四种（自然对流、强制对流、冷凝给热、沸腾给热）黑体表面温度由37 加热到347K，则辐射能力增加为原来的（1.57）倍。46、根据有无热补偿方法不同，列管式换热器的一般结构型式有（固定管板式，浮头式，U形管式）换热器中，热流体由200 ，冷却到140 ，冷流体由20 升高到35 ，热流体的热容量流率较小，则传热效率为（0.333）*47、消除列管换热器温差应力常用的方法有三种。即在壳体上加（膨胀管），采用（浮头式）结构或采用（U形管式）结构。*48、计算冷凝对流传热系数时，关联式中的t项表示（冷凝膜两侧的温度差），蒸汽冷凝潜热按（蒸汽饱和）温度选取，其余物性数据按（液膜平均）温度选取。49、在设计时，欲增大一卧室冷凝器的传热面积，从有利于热角度看，宜采取的措施为（增加管长），因为（如果采用增加管数的办法，则沿垂直方向管数也增加，冷凝液从上面各排流到下面各排，液膜逐渐增厚，降低）*50、采用套管式换热器，以水冷却气体，水走向内管，气体走向环隙，为强化传热，应在内管的（外）侧装*，因为*沸腾传热，为了获得较高的传热速率，壁温与溶液沸点只差应取（接近临街温度差，商不超过临街温度差）。*51、管内湍流传热，流体内温度梯度最大的部分是在（滞流底层），原因是（滞流底层的传热机理是导热，流体的导热系数一般比较低，滞流边界层的*）管内对流传热，短管的对流传热系数比长管（大）因为（短管时，流体进入管内，边界层来不及发展，平均的边界层厚度较高）*52 、列管换热器中，壳程设置折流挡板，当两流体均无相变化时，挡板能起强化传热的作用，其原因是（流速增大，使壳程增大；流体大部分横穿过管束，流道短，边界层来不及发展，因边界层薄，比顺着管子纵向流动高；流体在折流挡板间穿行时，流体*57、一工业炉铸铁炉门表面温度高达750，为减少炉门辐射而散失热量，可在炉门前设置一层（热屏），并选用（黑度）较低的材料制作。在列管换热器中，蒸汽一般通入（壳）程，压力高的物料走（管）程。A、B两种流体在管壳式换热器中进行换热，A为腐蚀性介质，而B无腐蚀性。（A）流体应走管程。66、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，使热流保持均匀温度T（T为热流体出口温度），如冷却蛇管长度增加一倍，其它条件不变，问出口水温t2应（A）。A增大；B减小；C不变；D不一定。*67、（2）空气出口温度（减小）。（3）壁温（略有减小）68、有一套管换热器，长10m，管间用饱和蒸汽作加热剂，一定流量下且作湍流流动的空气由内管流过，温度可升至制定温度。现将空气流量增加一倍，并近似认为加热套管换热器的长度应为原来的（C）。A2倍；B1.74倍；C1.15倍；D1.14倍。69、两灰体间进行辐射换热，两者间温度差为100 ，如两灰体的温度各升高100 ，则此时的辐射传热量与原来的传热量对比，将（增大）。70、一管壳式换热器，管内走液体，管间走蒸汽，由于液体入口的温度下降，在流量不变情况下，仍要达到原来的出口温度t，此设备已不允许再提高蒸汽压力强度，采取简便有效的措施（A）。A管内加麻花铁；B提高壳方程数有两台同样地管壳式换热器，拟作气体冷却器用，在气、液流量及进口温度一定时，为使气体温度降到最低采取流程（C）A气体走管外，气体并联逆流操作;B气体走管内，气体并联逆流操作;C气体走管内，气体串联逆流操作.71、判断下面的说法中哪一种是错误的（B）。A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，物体的吸收率A与黑度在数值上相等，因此A和的物理意义相同；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。72、当换热器中冷凝流体的进口温度一定时，判断下面说法中哪一个是错误的（B）A、逆流时，tm一定大于并流，错流或折流时的tm ；B、采用逆流操作时可以节约热流体或冷流体的用量；C、采用逆流操作可以减少所需要的传热面积；D、温度差校正系数ft的大小反映了流体流向接向接近逆流的程度。73、在设计列管式换热器中，设置折流挡板，以提高（A）程流速，设置隔板以提高（B）流速，以达到强化传热的目的。管程内流体流速的进取，对一般液体取（D），气体取（E），如该换热器用水蒸气冷凝来加热原油，那么水蒸气应该在（A）程流动。A壳程；B管程；C壳程和管程；D u=0.53m/s；E u=530m/s；F u=30100m/s74、在蒸汽冷凝传热中，不凝性气体的存在对有影响是（A）。A不凝性气体存在会使值大大降低；B不凝性气体存在会使值升高；C不凝性气体的存在与否，对数据无影响。第五章 蒸发1.写出三种单程型蒸发器的名称（升膜式，降膜式，升-降膜式，刮板式）。这种类型的蒸发器特别适用于（处理热敏性溶液的蒸发）。2.在三效并流加料蒸发流程中，从第一效至第三效，溶液浓度将愈来愈（大），蒸发室的真空度将愈来愈（大），溶液的沸点降愈来愈（小），各效产生的二次蒸汽压力将愈来愈（小）。3.蒸发器的生产强度：（单位时间内单位面积上水分的蒸发量）。4.在相同的操作条件和相同的蒸发任务下：与单效蒸发相比，多效蒸发的有点是：（减少生蒸汽用量）。与多效蒸发相比，单效蒸发的优点是：（有效温差大，生产强度大，设备投资少）。5.多效蒸发操作中效数有一定限制，这是由于：（效数增加总温度差损失增大。当效数增大到总温度损失等于加热蒸汽冷凝温度与冷气压强下水的冷凝温度之差时，为效数的最大极限，实际上效数增加，单位蒸发蒸发量的总费用先降低，后增加，中间有一总费用最小的最佳效数）。6.与常压蒸发比较，真空蒸发的优点是：（真空下溶液非典低，因而可用低压蒸汽加热，使传热温差大，适于蒸发热敏性物质，热损失小）。7.多效蒸发中的最佳效数含义是：（单位生产能力的总费用最低时的效数为最佳效数，可由经济核算确定）。8.列文式蒸发器结构上的特点是：（加热室和沸腾室分开，加热室上部增设直管作为沸腾室，循环管加热室的外部）。优点是：（溶液在加热管中不沸腾，可以避免在加热管中析出结晶，且能减轻加热管表明上污垢的形成，传热效果好，又因循环管道不加热，高度大，具有较大的循环推动力，溶液循环速度大）。9.为提高蒸发过程加热蒸汽的经济程度，可采用：（多效蒸发；引出额外蒸汽；冷凝水自蒸发的利用；热泵加热器的利用）措施。10.在双效并流蒸发系统中，将10000 kg/h的10%稀溶液浓缩到50%，总蒸发水量为（8000）kg/h；若第一效的蒸发水量为3800 kg/h，则出第一效溶液的浓度为：（16.13%）。11. 蒸发设备操作时，温度差损失一般包括：由于溶液蒸汽压下降而引起的温度差损失；由于蒸发器中溶液静压强而引起的温度差损失；由于管道流体阻力产生的压强降所引起的温度差损失。采用多效蒸发器所得到的蒸汽经济性的提高是以：（蒸发器生产强度的降低）为代价。因为（多效蒸发时的温度差损失比单效时要大，每效的传热温差小）。12.蒸发器的生产强度是指：（单位传热面积上单位时间内所蒸发的水量W/A），提高蒸发器生产强度的主要途径是：（提高传热系数和传热温差）。提出四种提高生产强度的具体措施：及时排除加热蒸汽中的不凝气。定期清除蒸发器中的污垢。选用适宜的蒸发器型式如强制循环蒸发器等。适当提高加热蒸汽压力。适当提高冷凝器的真空度。13.一连续操作的蒸发NH4NO3溶液的单效蒸发器在加热蒸汽压力为100 kPa（表压），蒸发室压力为20 kPa（绝对），正常操作条件下，完成液浓度为40%，现发现完成液浓度变稀，经检查加料量、加料液浓度与温度均无变化，试举出四种可