传热部分习题集.doc

第十章 传热部分习题集一、选择题1、单层平壁导热速率方程式为，方程式中t是指： 牛顿冷却定律中的t是指 A、热流体之间的平均温度差B、平壁两侧表面上的温度差C、流体进出口温度差D、固体壁面与流体主体之间的温度差 2、在平壁的稳定热传导中，已知两层的导热发，则两层平壁的导热速率Q1和Q2必满足如下关系： A、Q1Q2 B、Q1tm逆tm折， B.tm逆tm折tm并C. tm逆tm并tm折 D.tm并tm折tm逆4、套管式换热器的内管介质为空气，套管环隙介质为饱和蒸汽，如果蒸汽压力和空气进口温度一定时，当空气流量增加时，则：(1)总传热系数K将： (2)空气的出口温度将： A、增大 B、减少C、基本不变 D、无法确定。5、有四种液体，其中适宜在列管式壳程中流动 A、不清洁的和易结垢的流体B、腐蚀性的流体C、被冷却的流体D、压力高的流体6、若传热系数K满足公式：，当时，为了提高K值，最有效的途径是 A、提高 B、提高C、，同时提高 D、不能确定8、由两层不同材料构成的等厚平壁，已知1 2 , t1与t2 R1与R2，Q1与Q2之间的关系为 ： 、 t1=t2、= R1 t1t2、2 R1 t1t2、= R1 t123 B、1213 D、31214、 若12，则总传热系数K与两膜系数之间的关系为： A、K12 B、1K2 C、12tm逆tm折， B、tm逆tm折tm并C、tm逆tm并tm折 D、tm并tm折tm逆17、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18、常压下水蒸气冷凝加热空气，空气平均温度为20，则壁温约为（ ）A、20 B、100 C、60 D、49.719、流体在壁面一侧湍流流过并与壁面对流传热，若流速增加一倍，其它条件不变，则对流传热系数为原来的（ ）倍。A、2 B、1/2 C、0.57 D、1.74 二、填空题1、 传热的基本方式有 、 、 。2、 在导热速率方程式中称为： ，单位是 。在所有的非金属液体中，导热系数最大的液体是 。水的导热系数是随着温度的升高而 。3、热传导的基本定律是 。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 。4、多层平壁稳定热传导中，推动力是 ；总热阻是 之和。5、在平壁稳定热传导过程中，通过三层厚度相同的平壁，每层间温度变化如图所示。试判断1、2、3的大小顺序 ，以及每层热阻R1、R2、R3的大小顺序 。 tw1 tw2 tw3 1 2 3 tw4 6、某圆形管道外有两层厚度相等的保温材料A和B，其温度分布曲线如图所示，则A层的导热系数 B层的导热系数，将 层材料放在里层时保温效果较好。 A B t1 t2 t3 7、通过三层平壁的热传导中，假设各层壁面间接触良好，若测得各层壁面温度tW1 ，tW2，tW3,和tW4分别为600、500、200和100，各层热阻之比为 。8、工业换热方式，按工作原理和设备类型，可分为 、 、 三种。9、在对流传热系数计算的关联式中Re准数表示 对的影响；Pr表示 对的影响，故又称为 准数。10、流体与壁面之间的对流给热热阻主要集中在 中，若要强化对流给热速率，应设法 雷诺准数，以降低 厚度。11、试判断下面各组对流传热膜系数的数值的大小（饱和蒸汽压力相同）顺序为 。（1）空气 、 水 ；（2）水蒸汽冷凝 、水加热或冷却；（3）弯管、 直管 ;（4）水蒸汽滴状冷凝 、膜状冷凝。12、有一列管式换热器，物料在管内流动，并符合公式所规定的各种条件。若其它条件不变，物料的流量增加一倍，给热系数将为原来的 倍。13、膜状冷凝的对流传热系数比滴状冷凝的对流传热系数 。沸腾传热可分为三个区域，它们是、和。生产中的沸腾传热应保持在 区。14、工程上的对流传热指的是和之间的热量传递，对流传热推动力为和之间的温度差，而其温度差主要集中在靠近壁面处的液体内，也就是对流主要集中在此处，若要强化对流传热，必须设法提高，以该层厚度。15、写出四种间壁式换热器的名称 、 、 及 。16、列管式换热器主要由 、 、 、 等部件构成。17、间壁两侧流体间的总传热过程是由： 三个分过程组成。18、传热基本方程式中，K称为： ，单位是 。19、 间壁式换热器传热系数K的计算，当传热面为平壁时K= ,当传热面为圆筒时，基于管壁内外侧传热面积Ai和Ao的传热系数Ki= ,Ko= .20、冷热两流体在套管式换热器进行热交换，若管内对流传热系数(管外对流传热系数)，当忽略管壁热阻及污垢热阻时，欲提高总传热系数K，关键在于提高 。21、列管式换热器中，用饱和水蒸汽加热空气，则传热管的壁温接近于 ，总传热系数K的值 。22、参与换热的两种流体的对流传热系数相差较大时，要提高K值，应设法提高值 流体的对流传热系数。列管式换热器为了提高管内液体的对流传热系数常采取的措施是 ，为了提高管外对流传热系数，常采取的措施是 。23、提高间壁式换热器传热速率的途径 ， ， 。其中最有效的途径是 。24、列管式换热器内，当参与换热的两流体的温度差大于 C时，必须采取热补偿的措施，以消除或减小 。采取热补偿的方有： 、 、 。25、固定管板式列管换热器中，压力高，腐蚀性以及不清洁的物料应走 程。26、用饱和蒸汽加热水，经过一段时间后，发现传热的阻力迅速加大，这可能是由于、所引起。三、判断题( )01空气、水、铁的导热系数分别是1、2和3，其大小顺序是123。( )02当用两种不同导热系数但厚度相同的材料，对一蒸气管道进行保温时，不管材料的包裹次序如何，保温效果都是一样的。( )03冷热流体在一套管换热器内换热，已知热流体的进口温度为573K，出口温度为473K，冷流体的进口温度423K，出口温度533K，此时可采用逆流流动。( )04保温材料应该选用导热系数大的绝热材料。( )05多层平壁稳定热传导中，推动力是内壁面与外壁面间总的温度差;总热阻是各层热阻的倒数之和。( )06板式换热器结构很紧凑，换热面积较大，且可用于处理高温高压的流体。( )07若两种流体都是一次性流某列管式过换热器，这换热器称为单程换热器。( )08在夹套式换热器中，干净的加热蒸气应该从夹套下部进入，以使得夹套内充满加热气体。( )08一般来说对同一流体，强制对流的给热系数大于自然对流的给热系数。( )09 冷热流体在一套管换热器内换热，已知热流体的进口温度为573K，出口温度为473K，冷流体的进口温度423K，出口温度533K，此时应采用并流流动。( )10在冬季，人们喜欢穿棉衣，这是因为棉花的导热系数大。( )11冷热流体在一套管换热器内换热，已知热流体的进口温度为573K，出口温度为473K，冷流体的进口温度423K，出口温度533K，此时可采用并流流动。( )12多层平面壁定态热传导中，总推动力为各层的温度差之和，总热阻是各层热阻的倒数之和。三、简答题：1、 何为稳定传热？何为不稳定传热？2、 影响对流传热膜系数因素有哪些？3、 在传热计算中何种情况下，可用公式计算传热系数K值？写出公式等号右边各项的意义和单位。4、 提高传热系数K值的措施有哪些？当间壁两侧流体的给热系数相交大时，提高K值的关键措施是什么？5、 什么叫强化传热过程？强化传热过程的途径有哪些？最有效的途径是什么？6、 饱和蒸汽冷凝时传热膜系数突然下降，可能是什么原因引起的？如何解决？7、 间壁式换热器有哪些类型？各有何特点？8、 列管式换热器有哪些类型？各适用于什么场合？四、计算题1、在一单程列管式换热器中，用100的饱和水蒸汽将管内的水从30加热到50，列管直径为252.5mm，长为6m，管了数为92根，换热器的热负荷为2500kW，试计算基于管子外表面积的总传热系数Ko。2、在一面积为3m2，由252.5mm管子组成的单程列管式换热器中，用初温为10的水将机油由200冷却到100，水走管内，油走管间。已知水和机油的流量分别为1000kg/h和1200kg/h。其比热为4.18kJ/kgK和2.0kJ/kgK，水侧和油侧的对流传热系数分别为2000W/m2K和250W/m2K，两流体呈逆流流动，忽略管壁热阻及污垢热阻。(1)计算说明该换热器是否合用？(2)夏天当水的初温达到30时，该换热器是否合用？如何解决？（假设传热系数不变）3、采用逆流换热器,用初温为20的水将流量为4500(kg/h)的某液体由80冷却到50,换热器的列管为252.5mm,冷却水走管程,水侧和液体侧的对流传热膜系数分别为0.85kw/(m2k)和1.70kw/(m2k),液体的比热为1900J/(kgk),水的出口温度为36,水的比热为4.18KJ/(kgk)。试计算:(1)冷却水的用量(2)列管式换热器的传热面积(3)若换热器的管长为3m，求管子数？。（换热器的管壁材料的导热系数=45W/m.k,污垢热阻可忽略不计，热损失不计。）4、一个18010mm套管式换热器的中,热水的流量为3500kg/h,需从100冷却到60,冷水入口温度为20,出口温度为30,基于内管管子外表面积的总传热系数K02326 W/m2K,冷却水走内管,忽略热损失。试求：（1）冷却水用量，（2）逆流流动时的管长。5、 有一单程列管式换热器，由直径为252.5mm的钢管管束组成。苯在换热器的管内流动，流量为1.25kg/s，由80冷却到30。冷却水在管间和苯作逆流流动，进水温度为20，出口温度不超过50。若已知传热系数Ko=472W/m2.K,试求换热器的传热面积Ao。(苯的平均比热为1.9kJ/kgk) 6、在间壁式换热器中，用初温为30的原油来冷却重油，使重油从180冷却到120。重油和原油的流量分别为10000kg/h,14000kg/h,重油和原油的比热分别为2.174KJ/(kg. ),1.923 KJ/(kg. )。两流体系逆流流动，传热系数为116.3W/(m2. )。求原油的最终温度和传热面积。若两流体系并流流动时，其传热系数仍然为116.3W/(m2. )。问传热面积为多少？7、一单程列管式换热器，由直径为252.5mm的钢管管束组成.苯在换热器的管内流动,流量为1.25kg/S,由80冷却到30。冷却水在管间和苯作逆流流动,进水温度为20,出口温度不超过50。若已知传热系数Ko为472W/m2,苯的比热是1.9kJ/Kg。试求1)平均温度差。2）传热面积。 8、某套管换热器，内管直径为202mm，CO2气以24kg/h的流量在管内流动，其温度由60降至20。水在管外流动，的进口温度为10，出口为30。CO2的平均比热为Cp1=0.836kJ/(kg），冷却水比热为Cp2=4.18kJ/(kg)。试求：（8分）（1）传热量Q； （2）两流体的平均温度差t；9、一个内管为18010mm套管式换热器的中，热水的流量为3500kg/h，需从100冷却到60，冷水入口温度为20，出口温度为30，基于内管管子外表面积的总传热系数K02326 W/(m2)，冷却水走内管，忽略热损失。热水的比热为4.195kJ/(kg.)。试求：(1)冷却水用量，（2）逆流流动时的管长。11、一列管式换热器，由直径为252.5mm的钢管管束组成。苯在换热器的管内流动，流量为1.25kg/s，由80冷却到30，苯的平均比热为1.9kJ/(kg)。冷却水在管间和苯作逆流流动，进口温度为20出口温度50。水侧和苯侧的对流传热系数分别为1.70 kw/(m2)和0.85kw/(m2)，管壁材料的导热系数为45w/(m)，污垢热阻和换热器的热损失可以忽略，试求换热器的传热面积。12、生产要求在换热器内将流量为3kg/s，温度为80某液体用水冷却到30。水在换热器外与管内的液体呈逆流流动，水的进口温度为20，出口温度50。已知水侧和液体侧的给热系数分别为1700W/(m2K)和900W/(m2K)，液体的平均比热容为1.9kJ/(kg