传热习题答案.doc

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：156沸腾传热设备壁面越粗糙，汽化核心越（ ），沸腾传热系数越（ ）。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 =0.023 =0.023 = =0.482 =0.482=0.4821270=612W/() 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=0.65 =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：C2测定套管换热器传热管内对流传热系数i，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i =Q/siti求i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：A3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，C4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：B5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，C6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，F7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，D8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： （1） （2） 而2 现有一列管换热器，内有252.5mm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的饱和蒸汽于壳程冷凝加热之，冷凝液在饱和温度下排出。蒸汽冷凝的传热系数为1104w/m2，空气的对流传热系数为9 0w/m2，管壁及两侧污垢热阻均可忽略，且不计热损失。空气在平均温度下的比热为1kJ/kg。试求：1） 换热器的总传热系数K。2） 通过计算说明该换热器能否满足要求。3） 通过计算说明管壁温度接近那一侧流体的温度？解：1）总传热系数）2），该换热器能满足要求。3)接近蒸汽的温度。3 有一管程为单程的列管换热器，由252.5mm，长2.5m的20根钢管组成。用120饱和水蒸汽加热某冷液体（冷凝液在饱和温度下排出），该冷液体走管内，进口温度为25，比热为1.58kJ/kg，流量为15000kg/h，管外蒸汽的冷凝传热系数为1.0104 w/m2。管内对流传热的热阻为管外蒸汽冷凝传热热阻的6倍。求：1） 基于管外表面积的总传热系数K02） 冷液体的出口温度。（换热器的热损失、管壁及两侧污垢热阻均可忽略不计）解：1）总传热系数.2）4 有一列管式换热器由252.5mm，长3m的100根钢管组成。饱和水蒸气将一定量的空气加热。空气在管内作湍流流动，饱和蒸汽在壳方冷凝为同温度的水。今因生产任务增大一倍，除用原换热器外，尚需加一台新换热器。换热器为192mm的120 根钢管组成。如果新旧两台换热器并联使用，且使两台换热器在空气流量、进出口温度及饱和水蒸气温度都相同的条件下操作，求新换热器管长为多少米？解：因两台并联操作的换热器在空气流量，近、出口温度及饱和水蒸气温度都相同的条件下操作，则由看，及均相同，从而两台换热器的，关键是要找出的关系，才能求出，进一步求出新换热器管长。因饱和蒸汽与空气换热，而空气在管内湍流流动，则，即：，又新旧换热器空气流量相等，即，依据以上关系，找出与的关系，从而可求出。原换热器： 新换热器：因在新、旧换热器中，、及T均相同，故，则：因饱和蒸汽与空气换热，而空气在管内湍流流动，则，又新旧换热器空气流量相等，即，则有则：原换热器：新换热器：则新换热器管长5 在一单程列管换热器中，用饱和蒸气加热原料油，温度为160的饱和蒸汽在壳程冷凝为同温度的水。原料油在管程湍流流动，并由20加热到106。列管换热器的管长为4m，内有192mm的列管25根。若换热器的传热负荷为125kw，蒸汽冷凝传热系数为7000 w/m2，油侧垢层热阻为0.0005m2/w。管壁热阻及蒸汽侧垢层热阻可忽略。试求：1） 管内油侧对流传热系数2） 油的流速增加一倍，保持饱和蒸汽温度及油入口温度，假设油的物性不变，求油的出口温度。3） 油的流速增加一倍，保持油进出口温度不变，求饱和蒸汽温度。解：1）管内油侧对流传热系数.）2、油的出口温度油的流速增加一倍，则： ）解出：）列