第四章 传热过程.docx

第四章 传热过程4-1 某化工厂有一台饱和蒸汽加热空气的换热器，经过一段时间运行后，发现空气出口的温度达不到原来的温度，其原因是（ ）。A空气湿度加大B换热器需要清洗C蒸汽流量减少D以上三种原因都有可能答案：4-1 D4-2 在一台换热器中，若保持热流体的进出口的温度恒定不变，当冷流体的流量提高一倍时，其出口温度将（ ）。A增大B减小C保持不变D无法判断答案：4-2 B4-3 绝压为140 kPa、流量为1000 kg/h的饱和蒸汽冷凝后，降温到60时所放出的热量为（ ）。已知140 kPa（绝压）时水蒸气的饱和温度为109.2 ，冷凝热为2234.4 kJ/kg，水的平均比热容为4.201 kJ/(kg)。A2441 kWB2235 kWC678 kWD621 kW 答案：4-3 C C组正确。 热量可由换热器的热量衡算求得，即 QWhrWhcph（TsT2） 4-4 在套管换热器中，用冷水将某硝基苯从85冷却到35，硝基苯的流量为1000 kg/h。冷却水的进出口温度分别20和30。硝基苯的平均比热容为1.61 kJ/(kg)，水的平均比热容为4.18 kJ/(kg)。则冷却水的用量为（ ）。假设换热器热量损失可忽略。A1925 kg/hB2400 kg/hC535 kg/hD667 kg/h 答案：4-4 A A组正确 冷却水用量可由换热器的热量衡算求得，即 Q=Whcph（T1T2）=Wccpc（t2t1） 则冷却水用量为 4-5 作为保温材料，需要其导热系数（ ）。A较大B较小C适中D以上三种均可答案：4-5 B4-6 通过三层平壁的定态热传导中，若测得各层壁面温度t1、t2、t3和t4分别为700、600、400和100，则各层热阻之比R1：R2:：R3为（ ）。假设各层壁面之间接触良好。A1：2：3B3：2：1C3：5：6D6：5：3 答案：4-6 A4-7 在多层平壁定态热传导中，若某层的导热热阻最小，则该层两侧的温度差（ ）。A最大B最小C与其他导热层相同D无法判断答案：4-7 B4-8 在多层圆筒壁定态导热中，通过每层的传热速率为Q1，Q2，通过各层的热通量为q1，q2，各层的温度差为t1，t2，各层的热阻为R1，R2，则（ ）。AQ1 = Q2 = = QBt1 = t2 = = tCq1 = q2 = = qDR1 = R2 = = R 答案：4-8 A4-9 某燃烧炉的平壁由240 mm厚的耐火砖、120 mm绝热砖和6 mm的钢板依次构成，已知耐火砖、绝热砖和钢板的平均导热系数为1.07、0.14和45 W/(m)。操作稳定后，炉的内、外表面温度为1100和30。炉壁的热损失为300 W/m2。测得在绝热砖和钢板之间有一层空气存在，与该层空气层相当的绝热砖厚度最接近（ ）。A240 mmB280 mmC350 mmD0 mm（可以忽略）答案：4-9 C C组正确 此为三层平壁热传导问题，稳态导热时，通过各层平壁截面的传热速率相等，即 解得 b=0.35 m=350 mm4-10 直径为60 mm5 mm的管道用30 mm厚的软木包扎，其外再用100 mm厚的保温灰包扎来作为绝热层。现测得钢管外壁面温度为400，绝热层外表面的温度为40，已知软木、保温灰的平均导热系数分别为0.043W/(m)和0.07W/(m)，则每米管长的冷量损失量与（ ）接近。A87 W/mB98 W/mC75 W/mD69 W/m 答案：4-10 C C组正确 其中 t1400，t340；10.043 W/(m)，20.07 W/(m)； r1=30 mm，r2=60 mm，r3=160 mm 因此4-11 在化工传热中，对流传热的推动力为（ ）。A冷流体进出口的温度差B热流体进出口的温度差C冷热流体间的温度差D冷（热）流体与壁面之间的温度差答案：4-11 D4-12 对流传热的热阻主要集中在（ ）。A湍流主体B缓冲层C滞流内层D以上三层均接近答案：4-12 C4-13 流体与固体壁面之间对流传热时，在滞流内层传热主要以（ ）方式进行。A热传导B对流传热C热辐射D以上三种均有答案：4-13 A4-14 一般来说，对于同一种流体，关于其对流传热系数的说法正确的是（ ）。A强制对流时的小于自然对流；有相变的要小于无相变的B强制对流时的大于自然对流；有相变的要小于无相变的C强制对流时的大于自然对流；有相变的要大于无相变的D强制对流时的小于自然对流；有相变的要大于无相变的 答案：4-14 C4-15 流体在圆形直管内作强制湍流时，对流传热系数与普兰特数Pr 的（ ）次方成正比。A流体被加热时为0.3；被冷却时为0.4B流体被加热时为0.4；被冷却时为0.3C流体被加热和被冷却时均为0.4D流体被加热和被冷却时均为0.3 答案：4-15 B4-16 流体在圆形直管内作强制湍流时，对流传热系数与雷诺数的（ ）次方成正比。A0.3B0.4C0.6D0.8 答案：4-16 D4-17 在蒸气冷凝传热中，不凝气体对其冷凝传热系数的影响是（ ）。A使降低B使升高C对无影响D无法判定答案：4-17 A4-18 对于池式（大容器）沸腾，工业上总是将其控制在（ ）状态下操作。A自然对流B泡核沸腾C膜状沸腾D不稳定膜状沸腾答案：4-18 B4-19 饱和水蒸气在单根外径为20 mm、长度为2 m的圆管外冷凝。若其他条件相同，只将此圆管由垂直放置改为水平放置，圆管外冷凝传热系数的变化是（ ）。A水平放置比垂直放置时增大约一倍B水平放置比垂直放置时略有减少C水平放置比垂直放置时减少约一半D水平放置与垂直放置时相同答案：4-19 A4-20 在对流传热系数关联式中，反映流体流动状况对对流传热影响的准数是（ ）。A努塞尔特准数NuB普兰特准数PrC雷诺准数ReD格拉斯霍夫准数Gr 答案：4-20 C4-21 流体在一单程列管换热器的管程作强制湍流，如果该流体的物性不变，而将流量提高至原流量的2倍，其对流传热系数是原对流传热系数的倍数与（ ）接近。A1B1.74C2D4 答案：4-21 B4-22 一定质量流量的流体在一单程列管换热器的管程作强制湍流，如果该流体的流量和物性不变，换热器的总管数不变，将该列管换热器改为四程，其对流传热系数是原来对流传热系数的倍数与（ ）接近。A1.00B1.74C3.03D4 答案：4-22 C4-23 一定质量流量的流体在25 mm2.5 mm的直管内作强制湍流流体，如果该流体的流量和物性不变，改在19 mm2 mm的直管内流动，其对流传热系数是原来对流传热系数的倍数与（ ）接近。A0.79B1.06C1.26D1.68 答案：4-23 D D组正确 由于流体质量流量不变，则管径变化的同时，引起管内流速的变化，而u d -2，因此有 d -1.8。即 4-24 同一物体在同一温度下发射率与吸收率的关系是（ ）。A发射率大于吸收率B发射率等于吸收率C发射率小于吸收率D二者没有关系答案：4-24 B4-25 为减少辐射散热，在高温炉门前设置隔热挡板是简单有效的办法。挡板材料的黑度越低，则炉门的散热量将（ ）。A越少B越多C变化不大D无法判断答案：4-25 A4-26 描述物体的辐射能力的物理方程是（ ）。A普朗克定律B克希霍夫定律C斯蒂芬-波尔兹曼定律D四次方定律答案：4-26 B4-27 在180 mm5 mm的蒸汽管道外包扎一层导热系数为0.10 W/(m)的保温材料，管内饱和蒸汽温度为127，保温层外表面温度不超过35，周围环境温度为20，估算保温层的厚度与（ ）接近。假设管内冷凝传热和管壁热传导热阻均可忽略。A56 mmB112 mmC49 mmD98 mm 答案：4-27 C C组正确 管道保温层外对流-辐射联合传热系数可由下式求算，即 aT9.40.052（twt）9.40.052（3520）10.18 W/(m2) 单位长度管道的热损失为 由于管内冷凝传热和管壁热传导热阻均可忽略，所以蒸汽管道外壁温度可取为127，于是 解之得 do=0.278 m 则 b（0.0278-0.18）/20.049 m49 mm4-28 两流体在一列管换热器中进行换热，当一侧流体温度恒定时，应采用的操作方式为（ ）。A并流B逆流C错流D以上三种均可答案：4-28 D4-29 通常在换热器的设计中规定值不应小于（ ），否则tm 经济上不合理。A0.3B0.4C0.8D1.0 答案：4-29 C4-30 有温度变化的两流体在管壳式换热器中进行换热，若将壳程由单程改为双程，则传热温度差将（ ）。A增大B减小C不变D无法判定答案：4-30 B4-31 在一双管程列管换热器中，壳方通入饱和水蒸气加热管内的空气。110的饱和水蒸气冷凝成同温度的水，将空气由20加热到80。则换热器第一管程出口温度为（ ）。A50B58C65D70答案：4-31 B B组正确 因 对于一侧恒温时的传热有 即 对于整个换热器， 对于第一管程，设空气离开第一管程的温度为ti，则有 解得ti584-32 在列管换热器中，管壁与污垢热阻可以忽略，当管外流体的对流传热系数ao远远大于管内流体的对流传热系数ai时，为提高总传热系数，关键在于（ ）。A提高aoB提高aiC减小垢层D减小管壁厚度答案：4-32 B4-33 为减少污垢热阻，应（ ）。A降低流体流速B采用粗糙度大的管壁C采用导热系数大的管壁D定期清洗换热器答案：4-33 D4-34 在间壁换热器中，换热器的总传热系数Ko与管内外两侧流体的对流传热系数ao、ai之间的关系为（ ）。AaiKoaoBaiKoaoCaiKoaoDaiKoao 答案：4-34 B4-35 若在间壁换热器中的两流体均为变温，且两流体进出口温度各自相等，以两流体呈（ ）流动时所获得的平均温度差最大。A逆流B并流C错流D折流答案：4-35 A4-36 在间壁式换热器中，用常压下的饱和水蒸气加热空气，空气的进出口温度分别为20和50，则换热管的壁温接近（ ）。A100B20C50D63 答案：4-36 A4-37 根据（ ）的不同，列管换热器可分为固定管板换热器、U形管换热器和浮头换热器等几种形式。A传热原理和两流体的接触方式B换热面形状C热补偿方式D换热器用途答案：4-37 C4-38 螺旋板换热器适用于（ ）的场合。A高压B高温C经常检修D压力不高，两流体严格逆流答案：4-38 D4-39 工业上采用翅片状的暖气管代替圆钢管，其目的是（ ）。A增加热阻B节约钢材，增强美观C增加传热面积，提高传热效果D减小热量损失答案：4-39 C4-40 选用管壳式换热器，用甲流体逆流加热乙流体，乙为有毒介质，正确的设计为图（ ）。答案：4-40 A4-41 在确定列管换热器冷热流体的流径时，一般来说将（ ）走管外。A易结垢流体B高压流体C腐蚀性流体D蒸汽答案：4-41 D4-42 在一定热负荷下，用冷却水冷却某种热流体。若冷水进口温度一定，使冷却水的出口温度下降，则冷却水消耗量WC 与换热器的平均温度差tm 的变化为（ ）。AWc、tm 均减小BWc 减小、tm增大CWc、tm 均增大DWc 增大、tm 减小答案：4-42 C4-43 换热器的热负荷一定，为了节省冷却水，将导致（ ）。A冷却水出口温度升高、传热面积加大B冷却水出口温度升高、传热面积减小C冷却水出口温度降低、传热面积减小D冷却水出口温度降低、传热面积加大答案：4-43 A4-44 在一间壁换热器中，两流体均在湍流下进行换热。冷热流体的对流传热系数分别为150 kW/(m2)和300 kW/(m2)。若仅使某一侧流体的流速加倍以强化传热，则总传热系数增加的最大百分数大约为（ ）。（可按平壁处理，忽略管壁热阻、污垢热阻和热损失）A16%B20%C40%D50% 答案：4-44 C C组正确 因冷流体的对流传热系数小于热流体的对流传热系数，所以将对流传热系数较小一侧流体（冷流体）的流速加倍，能更有效地提高总传热系数。 原工况 冷流体流速加倍后 总传热系数增加的百分数 4-45 在一套管换热器中，冷热两流体进行逆流传热。冷流体的流量为7200 kg/h，比热容为4.2 kJ/(kg)，进出口温度为15、40。热流体从130降至45。该换热器的总传热系数为1 kW/(m2)，则所需传热面积大约为（ ）m2。A4B6C14D22 答案：4-45 A A