传热习题-20151208

1、321231t2t3t4t多层平壁一维稳态导热已知41tt 试定性画出温度分布为减少圆管热损失，采用三层保温材料，厚度一致，包覆的顺序依次为cba导热系数小的放在里层比较下列不同对流传热过程的表面传热系数的大小。空气自然对流h1、空气强制对流（u3m/s） h2 、水强制对流h3（u3m/s） 、水蒸气冷凝h4 4321hhhh管内强制湍流，如果流量增加一倍，表面传热系数变化多少。如果管径减少一半，表面传热系数变化多少。74. 18 . 01212uuhh2 . 08 . 04 . 06 . 04 . 08 . 0023. 0duchp2 . 0218 . 01212dduuhh 48. 32

2、42 . 08 . 012hh单壳程无相变换热器，管壳程质量流量一定，均处于高度湍流区。现将单管程变为双管程，管程表面传热系数如何变化，压降如何变化。74. 18 . 01212uuhh用饱和水蒸气在套管换热器中加热冷空气，此时壁温接近于哪一侧的温度结论：壁温接近表面传热系数大的一侧流体温度。结论：壁温接近表面传热系数大的一侧流体温度。某换热器，用循环冷却水冷却热油，热油入口流量、温度不变。夏天冷却水入口温度升高，问采用什么办法保证热油出口温度不变。某换热器，用0.4MPa饱和水蒸气加热工艺物流。由于操作不当，造成换热器结垢严重，使工艺物流出口温度下降。为了保证生产的连续性，不能除垢和换热器改

3、造，问可采用什么办法。AttK,c2m1. 某炉膛的平壁由两层厚度相等、材质不同的耐火砖组成，若A层的热导率为B层热导率的2倍，则稳态传热时A层的温差是B层温差的 倍；填 空 题2. 某管式换热器的管内、外两侧流体的表面传热系数分别为5800 w/m2K和640 w/m2K，请选择最有效的强化传热的措施 ； A在管内侧加扰流子； B在管外侧加翅片； C提高管内流体的流速。1/2 B3. 温度为127 的黑体的发射能力为 ；4. 外加保温层的蒸汽管道放置在20 空气中，当管内蒸汽压力升高时，其向外散热的热损失和保温层外表面的温度会 ；（A升高；B降低；C不变）5. 气体热辐射的特点为 和具有波长

4、选择性；6. 计算传热效率时，应使用热容量流率相对 的流体；7. 列管换热器中用饱和蒸汽加热某腐蚀性液体，则腐蚀性液体一般应通过 程；A整个体积内进行较小管8. 提高液体的过热度，以及 都可以使大容积饱和沸腾更加剧烈；9. 列管式换热器可以分为 、 、以及固定管板式等三种型式；10. 用饱和水蒸汽加热水，经过一定时间（短时间）后，发现传热的阻力迅速增大，这可能是由于所引起的；11. 某一套管换热器用管间饱和水蒸汽加热管内空气，已知蒸汽的温度为100 0C，空气进口温度为20 0C 、出口温度为60 0C ，则此套管换热器的内壁温度应接近 ；12. 固定管板式列管换热器中用饱和蒸汽加热某高压液体

5、，则高压液体应通过 程；14. 当流体横向流过管束时，错列排列的管束的表面传热系数直列排列的管束的表面传热系数；13. 大容积饱和沸腾的壁面如果被油脂玷污，则其表面传热系数会；15. 黑体的发射能力与绝对温度的次方成正比；四、（30分）有一新的单管程单壳程列管式换热器，传热管规格为 25 2.5 mm的钢管，总数为161根，L/d 50。现用该换热器以0.2MPa的饱和水蒸汽将流量为4000kg/h 的CO2气体由20加热到80，饱和水蒸汽走壳程，CO2气体走管程。已知0.2MPa饱和水蒸汽的温度为120，汽化潜热为2205kJ/kg，冷凝表面传热系数为 1.0 104 W/（m2）。CO2气

6、体的密度为3.4 kg/m3，定压比热容为 0.9 kJ/（kg），粘度为 0.0165 10-3 Pas，热导率为 0.0206 W/（m）。假设管壁热阻忽略不计，忽略热损失试求：1、蒸汽的消耗量；（6分）2、该换热器的总传热系数和换热管管长；（8分）3、当CO2气体的流量加大一倍时，CO2气体的出口温度为多少？（8分）4、在原工况下，换热器运行一段时间后，由于管内壁产生污垢而影响传热效果（壳程污垢热阻仍可忽略），测得CO2气体出口温度为70C（假设冷热流体物性参数不变），此时总传热系数为多少？污垢热阻为多少？如果需要维持CO2气体的出口温度为80，可采取哪些措施（定性指出两个）？（8分）r

7、qttcqmccpcmc)(12kWqm602205)2080(9 . 04000skghkgqm/0272. 0/0 .98解答：解答：1、蒸汽的消耗量；2、该换热器的总传热系数和换热管管长；、该换热器的总传热系数和换热管管长； K=?; hi =?4 . 08 . 0Re023. 0prdhii4432101066. 2100165. 002. 020002. 0785. 036004000ReiiiidGud721. 00206. 00165. 09 . 0prcp)/(72Re023. 024 . 08 . 0CmWprdhii iiiiddhhddhK0001111)/(3 .572

8、CmWK Ctm5 .658012020120ln)80120()20120(230 .165 .652 .481060mtKAmldnA0mdnAl26. 1025. 014. 31610 .160 0011hdhdKii20251ihK热阻主要集中在管程当流量增加一倍时，uu24 . 08 . 0023. 0reiiPRdh8 . 0)(uuhhii同样可以认为20251ihKKKuuhhKKii741. 1即741. 12)(8 . 08 . 0分析一下K如何变化？iihhKK2212020120ln)120()20120(tttm22212020120ln)120()20120(741

9、. 1)20(2ttKAtCpcqmccpcmcCqKAt741. 112020120ln2Ct028 .74 Ctm01 .727012020120ln)70120()20120(mmctAKCpcq )2070()/(3 .431 .72163600409004000)2060(2CmWtACqKmpcmc idiiiddRhddhK000111 3 .5713 .43111)11(1000 KKhddhKddRiiidiWCmRdi/0044.024、总传热系数为多少？污垢热阻为多少？总传热系数为多少？污垢热阻为多少？ 4、如果需要维持、如果需要维持CO2气体的出口温度为气体的出口温度为80，可采取哪些，可采取哪些措施（定性指出两个）？措施（定性指出两个）？定性分析：定性分析：措施1，增大饱和蒸汽温度，推动力 增大，增大传热速率，使出口温度升高；措施2，串联一个换热器，传热面积A增大，增大传热