传热单元测验解答

试卷名称：化工原理（3）适用班级：应用化工0521，0522，0523班级 姓名 学号 成绩 一、填充题（每空1分，共24分）1圆筒壁与平壁导热的不同点是其导热面积随 半径 而变化。2两种玻璃棉，一种密度为300kg/m3，一种密度为500kg/m3，同用为保温材料，密度为 300 kg/m3的玻璃棉保温性能好。3对圆形管路外包以两种导热系数不同的材料进行保温，应将导热系数小 的材料放在内层，保温效果好。4金属的导热系数随纯度的增加而 增大 ；气体的导热系数随温度升高而 增大 。5两层平壁导热，当tw1-tw2大于tw2-tw3时，说明第一层导热热阻 大于 第二层的导热热阻，若两层的壁厚相同，则必然有l1 小于 l2。6对流给热热阻主要集中在靠近传热壁面处的 层流内层 内，因此 减薄 它的厚度是强化传热的重要途径。7表示流体物理性质对给热影响的准数称为 普兰特数 ，它的表达式为 mcp/l 。8任何液体的沸腾都可以分为三个阶段，即 自然对流 ， 核状沸腾 和 膜状沸腾 ，其中 核状沸腾 阶段的给热系数大热通量大。因此实际生产中总是控制在该阶段内操作。9当两流体的给热系数a1a2时，传热系数K a2 。若要提高K值关键是提高 a2 的数值。 10用饱和蒸汽冷凝放出的热量去加热空气，在此种情况下换热管的壁面温度总是接近于 饱和蒸汽 温度，而要提高传热系数K，关键在于提高 空气 一侧的给热系数。11冷热流体换热，其中冷流体的压强较高，应安排冷流体走 管 程。 12换热管的壁面温度总是接近于给热系数 大的 一侧流体主体温度。13列管换热器采用热补偿措施是为了 消除或减小热应力的影响 。14在选用给热系数经验关联式时，应注意关联式的 定性温度 、 应用范围 和 特征尺寸 。二、选择题（每小题2分，共16分）1列管式换热器常采用 D 热补偿方法。A、间壁式、蓄热式、混合式； B、热导热、热对流、热辐射；C、并流、逆流、错流； D、膨胀圈、U形管、浮头。2在列管式换热器中，易结垢的物质走 A 。 A、管程； B、壳程； C、均不行； D、均可3翅片管换热器的翅片应安装在 C 。A、管内； B、大的一侧； C、小的一侧； D、管外4为了减少室外设备的热损失，保温层外包的一层金属皮应采用 A 。A、表面光滑，色泽较浅； B、表面粗糙，色泽较深；C、表面粗糙，色泽较浅； D 、以上都不是。5换热器在使用过程中出现传热效率下降，其产生的原因及其处理方法是 B 。A、管路震动，加固管路； B、壳体内不凝气或冷凝液增多，排放不凝气或冷凝液；C、外壳歪斜，联络管线拉力或推力甚大，重新调整找正 D、全部正确。6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，当空气流量增加时传热系数K应 C 。A、基本不变； B、减小； C、增大； D、无法判断。7下列有关列管式换热器操作的叙述中，不正确的是 D 。A、开车时，应先进冷物料，后进热物料；B、停车时，应先停热物料，后停冷物料；C、开车时要排不凝气；D、发生管堵或严重结垢时，应分别加大冷、热物料流量，以保持传热量。8换热器经常时间使用须进行定期检查，检查内容不正确的是 D 。A、外部连接是否完好； B、是否存在内漏； C、对腐蚀性强的流体，要检测壁厚； D、检查传热面粗糙度。三、计算题（60分）1有一f1004mm的蒸汽管，管外壁温度为462.5K，外敷以两层不同材质的保温层，内层厚度为50mm，l1=0.06 W/mK，外层保温层的l2=0.075 W/mK。要求保温层外表面温度不高于273K，每米管长的热损失不大于69W/m。试求：外层保温层的厚度mm。（10分） 解： （5分）mm （2分） mm （3分）2一列管换热器，用水冷却某种有机溶剂。已知水走管程，流量为3.0kg/s，水的进口温度为300K，出口温度为328K，平均比热为4.2kJ/kgK；有机溶剂走壳程，流量为2.0kg/s，进口温度为383K，平均比热为3.3kJ/kgK，热损失取通过传热面热量的4%，求热流体出口温度为为多少K？换热器的对数平均温度差为多少K? （14分）解： W （2分） W （2分） K （4分） 应采用逆流操作 （2分） K （4分）3一单管程列管换热器，由940根f192mm，长3m的换热管组成。今用该换热器将30000kg/h的空气由20oC加热到95oC，换热管外的加热介质为100oC的饱和水蒸气。已知水蒸气冷凝的给热系数ao为5000 W/m2K，空气的给热系数ai为189.7W/m2K，cp=1.0kJ/kgK，管壁、垢层热阻及热损失均可忽略。试问该换热器是否合用？（18分）解： W/m2K （4分） oC （4分） W （4分） m2 （2分） m2 该换热器合用 （4分）4有一套管换热器，外管直径为f 1164mm，内管直径为f542mm。苯在内管中由40oC被加热到80oC，流量为5000kg/h，平均比热为1.86kJ/kgK，给热系数为1030 W/m2K。套管环隙内有100 oC的饱和水蒸气冷凝，冷凝潜热为2206kJ/kg，给热系数为10000 W/m2K。苯侧垢层热阻为410-4m2K/W，水蒸气一侧的垢层热阻及管壁热阻均可忽略。试求：（1