传热习题解答

1、解答、填空(1) 在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气， 总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数,而壁温接近于饱和水蒸汽 侧流体的温度值。(2) 热传导的基本定律是 傅立叶定律。间壁换热器中总传热系数K的数值接近于热阻 大 (大、小)一侧的a值。间壁换热器管壁温度tw接近于a值 大 (大、小)一侧的流体温度。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 大(大、小)， 其两侧的温差愈 大 (大、小)。(3) 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大，则该壁面的热阻愈小 ，其两侧的温差愈小 。滞离层内(或热边界层内)，减少(4) 在无相变的对流传热过程中，热

2、阻主要集中在热阻的最有效措施是提高流体湍动程度膨胀节(5) 消除列管式换热器温差应力常用的方法有三种，即在壳体上加膨胀节、 采用浮头式 或 U管式结构 ；翅片管换热器安装翅片的目的是 增加面积，增强流体的湍动程度以提高传热系数。(6)厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知bl>b2>b3，导热系数几1<几2<入3，在稳定传热过程中，各层的热阻R >Rz>R3，各层导热速率Q=Qz =Q3。 物体辐射能力的大小与 黑度 成正比，还与 温度的四次方 成正比。(8) 写出三种循环型蒸发器的名称中央循环管式、悬筐式、外加热式。(9) 在大容积沸腾时液体沸

3、腾曲线包括自然对流 、泡核沸腾和膜状沸腾三个阶段。实际操作应控制在泡核沸腾。在这一阶段内，传热系数随着温度差的增加而增加 。(10) 传热的基本方式有传导 其表达式为 _dQ= - Ads竺_。cn(11) 水在管内作湍流流动，若使流速提高到原来的 2倍，则其对流传热系数约为原来的 174 倍；管径改为原来的1/2而流量相同，则其对流传热系数约为原来的 3.48倍。(设条件改变 后仍在湍流范围)(12) 导热系数的单位为 W/ (mC) 总传热系数的单位为自然对流泡核沸腾泡核沸腾W/ (m2对流 和 辐射 三种。热传导的基本定律是_傅立叶定律_，对流传热系数的单位为W/ (m2：C)、选择1已

4、知当温度为T时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度 D耐火砖的 黑度。A大于B等于C不能确定D小于2某一套管换热器，管间用饱和水蒸气加热管内空气（空气在管内作湍流流动），使空气温度由20C升至80C，现需空气流量增加为原来的2倍，若要保持空气进出口温度不变，则此 时的传热温差应为原来的A 倍。A 1.149B 1.74C 2D 不定3 一定流量的液体在一 425&.5mm的直管内作湍流流动，其对流传热系数 ai=1000W/m2 1； 如流量与物性都不变，改用一 *19>2mm的直管，则其a将变为D 。A 1259B 1496C 1585D 16784对流传热系数关联

5、式中普兰特准数是表示 C 的准数。A 对流传热B流动状态C 物性影响D自然对流影响5在蒸气一空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中的B_在工程上可行。A提高蒸气流速B提高空气流速C采用过热蒸气以提高蒸气温度D在蒸气一侧管壁加装翅片，增加冷凝面积6在两灰体间进行辐射传热，两灰体的温度差为50C，现因某种原因，两者的温度各升高100°C，则此时的辐射传热量与原来的辐射传热量相比，应该B。A 减小B 增大C 不变 三、计算1、某列管冷凝器内流冷却水，管外为有机蒸气冷凝。在新使用时冷却水的进、出口温度分别为20C与 30C。使用一段时期后，在冷却水进口温度与流量相同的条件下，冷却水出口温

6、 度降为26C。求此时的垢层热阻。已知换热器的传热面为16.5m '，有机蒸气的冷凝温度80C， 冷却水流量为2.5 kg/s。假设水侧局部传热系数 a水和蒸汽冷凝a蒸汽均不变。解：此题为设计型计算，求污垢热阻。 原工况：按新冷凝器计算总传热系数: 定性温度：=2（t1壮）=25 C查表：Cp=4.18X103J/kg.KQ = qm2C P2(t2-t1)= KMtm = KA(t2-t1)/(l ng)新工况：结垢之后，冷却水出口温度降低至 26C，t相差2C,比热可认为不变，qm2Cp2 T12K = In=66.7W/m2.KA T -t 2i (t t223 Ca水的影响以及

7、蒸汽冷凝量的变化J=K' K 66.710f2.K/W2、一卧式列管冷凝器，过，并从17C被加热到37r。流量为1.25kg/s、温度为72C烃的饱和蒸气在管外冷凝成同温 度的液体。烃蒸气的冷凝潜热为 315kJ/kg。已测得：蒸气冷凝传热系数ao=8OOW/（m2 ：C），管 内侧热阻为外侧的40%，污垢热阻又为管内侧热阻的70%，试核算：（1）换热器每程提供的 传热面积（外表面为基准）；（2）换热管的总根数；（3）换热器的管程数。计算时可忽略管 壁热阻及热损失，水的比热为 4.18kJ/（kg C）钢质换热管长为3m,直径为425>2mm。水以0.7m/s的流速在管内流解：（

8、1）换热器每程提供的传热面积（外表面为基准），S1；由题意知，水以0.7m/s的流速在管内流过，欲求 Si,需先知道每程的管子数，每程的管 子数等于所需冷却水的总流量与单管内水的流量之比。两流体交换的热量为：Q =Whrh =1.25x315 =394kwQ =WcCpc(t2 -tj， Cpc =4.18kJ/kg 弋，Wc394Q= 4.713 kg / sCpc(t2 -t1)4.18(3717)单管内水的流量为:jT 22W" = d2u =0.785 咒0.0212咒 0.7 X1000 = 0.2423kg/S4每程所需管子数为:n1=d=19.5Wc10.2423取每程管子数为20,则每程所能提供的传热外表面积为:因不计温度变化所引起的水物性变化对水侧局部传热系数 对a蒸汽的影响，贝U：最新可编辑word文档=兀d。ln 0.025 咒 203咒兀=4.71m2(2)换热管的总根数；由所需的总传热面积可求取换热管的总根数。Q = KoSoAtmGoKo=/1+0.4x 丄+ 0.724丄）/ a。由题给数据,+ 0.4X 丄 +0.7X0.4 咒丄）800 8002= 476.2W/m ”9Atm =InAt1一17"2®*72-17 ln72-37则任务所需的传热外表面积为:So394So换热