化工原理传热题库

1、第四章?传热?练习题一、选择题1、关于传热系数K，下述说法中错误的选项是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；答案：C2、提醒了物体辐射能力与吸收率之间关系的定律是。A、斯蒂芬-波尔兹曼定律；C、折射定律；B、克希霍夫定律；D、普郎克定律；答案：B3、在确定换热介质的流程时，通常走管程的有，走壳程的有。A、高压流体；B、蒸汽；C、易结垢的流体；D、腐蚀性流体；E、粘度大的流体；F、被冷却的流体；答案：A、C、D；B、E、F4、影响对流传热系数的因

2、素有()。A、产生对流的原因；B、流体的流动状况；C、流体的物性；D、流体有无相变；E、壁面的几何因素；答案:A、B、C、D、E5、某套管换热器，管间用饱和水蒸气将湍流流动的空气加热至指定温度，假设需进一步提高空气出口温度，拟将加热管管径增加一倍管长、流动状态及其他条件均不变，你认为此措施是()。A、不可行的；B、可行的；C、可能行，也可能不行；D、视具体情况而定；答案：A解：原因是：流量不变du常数. word.zl-当管径增大时，a.ul/d20.80.21.8u/d1/d综合以上结果,根据mcP对于该系统Kmcpb.d增大时，a增大,t2ti1Tt2TIn那么Ttit2t21.81/d,

3、管径增加,A_t2_MUTt2此题在于灵活应用管强制湍流外表传热系数经历关联式:Vdu根据连续性方程，流量不变时，4A下降0.8nNu0.023RePr,即物性一定时,0.80.2u/d。常数,所以管径变化，管流速也发生变化。管间用饱和水蒸气加热，热阻小,. word.zl-可以忽略不计，总热阻近似等于管传热热阻，即6、对下述几组换热介质，通常在列管式换热器中K值从大到小正确的排列顺序应是。A、出；B、冷；C、遍；D、;冷流体热流体水气体水沸腾水蒸气冷凝水水水轻油答案：D7、为了在某固定空间造成充分的自然对流，有下面两种说法：加热器应置于该空间的上部；冷凝器应置于该空间的下部；正确的结论应该是

4、。A、这两种说法都对；C、第一种说法对，第二种说法错;B、这两种说法都不对；D、第二种说法对，第一种说法错;答案：B8、下述各种情况下对流传热系数由大到小的正确顺序应该是。A、内；B、(3)(2)(1)；C、；D、；水沸腾时的a；空气流速为30m/S时的a;水的流速为1.5m/s时的a;蒸汽滴状冷凝时的a;答案：C9、传热过程中当两侧流体的对流传热系数都较大时，影响传热过程的将是。A、管壁热阻；B、污垢热阻；C、管对流传热热阻；D、管外对流传热热阻；答案：B0.65,那么油的入口温度为10、热油和水在一套管换热器中换热，水由20c升至75Co假设冷流体为最小值流体，传热效率。A、104C;B、

5、130C;C、95C;D、85C;答案：A7520T120分析：=0.65T1=104C11、关于辐射传热，下述几种说法中错误的选项是。A、除真空和大多数固体外，热射线可完全透过；B、热辐射和光辐射的本质完全一样，不同的仅仅是波长的围；C、热射线和可见光一样，都服从折射定律；D、物体的温度不变，其发射的辐射能也不变；答案：A12、关于下面两种说法的正确结论应是。1物体的相应位置确定后，系统的黑度只与外表黑度有关；2通过改变外表黑度的方法不能强化或消减辐射过程。A、这两种说法都对；C、第一种说法对，第二种说法不对；B、两种说法都不对；D、第二种说法对，第一种说法不对；答案：C15 C,出口温度为

6、53 C,13、冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90C,出口温度为50C,冷水进口温度为冷热水的流量一样，且假定冷热水的物性为一样，那么热损失占传热量的。A、5%;B、6%;C、7%;D、8%;答案：AQhWhCphTiT2QcWcCpctit2QhQcQhTiT2t2tiTiT2905053i540380.05905040i4、某套管换热器由？i08x4mm和？55x2.5mm钢管组成，流体在环隙间流动，其当量直径为mm。A、53;B、45;C、50;D、58;答案：Bi5、有两台同样的管壳式换热器，拟作气体冷却器用。在气、液流量及进口温度一定时，为使气体温度降到最低应采用的流程为A

7、、气体走管外，气体并联逆流操作；B、气体走管，气体并联逆流操作;C、气体走管，串联逆流操作；D、气体走管外，串联逆流操作；答案：Di6、对在蒸汽-空气间壁换热过程中，为强化传热，以下方案中在工程上是可行的:A、提高空气流速；B、提高蒸汽流速；C、采用过热蒸汽以提高蒸汽温度；D、在蒸汽一侧管壁上加装翅片，增加冷凝面积并及时导走冷凝液；答案：Ai7、判断下面关于系统进展稳定传热时的说法哪一个是错误的，错误的选项是A、通过一定传热面的传热速率不随时间变化，为一定值；B、系统中任一点的温度维持恒定；C、总的传热速率等于通过垂直于热流方向的各层传热面的传热速率之和；D、系统中任一传热面上的热通量在过程中

8、不变；答案：Ci8、在常压水蒸气冷凝加热空气，空气平均温度为20C,那么壁温约为A、20C;B、i00C;C、60C;D、49.7Co答案：Bi9、有一套管换热器，长i0m,管间用饱和水蒸气作加热剂。一定流量下且做湍流流动的空气由管流过，温度可升至指定温度。现将空气流量增加一倍，并近似认为加热面壁温不变，要使空气出口温度仍保持原指定温度，那么套管换热器的长度为原来的A、2倍；B、1.75倍；C、1.15倍；D、2.30倍；答案：c20、为了减少室外设备的热损失，保温层外所包的一层金属皮应该是A、外表光滑，颜色较浅；B、外表粗糙，颜色较深；C、外表粗糙，颜色较浅；D、外表光滑，颜色较深。答案：A

9、21气体的导热系数值随温度的变化趋势为AT升高，入增大BT升高，入减小CT升高，入可能增大或减小DT升高，入不变答案：A22、水银、水、软木的导热系数分别为入1、立、滤其大小顺序为A2ARB为屹X32D旨巾屹答案：A23、多层平壁定态热传导时，各层的温度降与各相应层的热阻A成正比B成反比C没关系D不确定答案：A24、对由多层平壁组成的多层平壁稳定热传导而言，假设三层的传热推动力t14t2t3,那么三层平壁的传热阻力R1、R2、R3之间的关系为AR1R2R3BR1R2R3R2DR2R1R3答案：A25、双层平壁稳定热传导，壁厚一样，各层的导热系数分别为入1和A2,其对应的温度差为t1和412,假

10、设t1t2,那么入1和A2的关系为A才屹C?1=2D无法确定答案：A26、由厚度都一样的平壁组成的三层平壁而言，假设入1屹6那么热阻R1、R2、R3之间的关系为AR1R2R3BR1R2R3R2DR3R1R2答案：B27、由傅立叶定律，可以定义出导热系数入；由牛顿冷却定律，可以定义出对流传热系数“。对于入和a的以下认识中正确的选项是A入和a皆为物质的热物理性质B入和a具有一样的因次Ca和入不一样，仅入为物质的热物理性质Da和入不一样，仅a为物质的热物理性质答案：C28、传热中的相似准数有努塞尔准数Nu,雷诺准数Re,普朗牛I准数Pr。格拉斯霍夫准数Gr,大空间无相变的自然对流传热现象可由其中的来

11、描述。ARe、Pr、GrBPr、Gr、NuCNu、Re、PrD、Nu、Re答案：B29、设水在一圆直管湍流流动，在稳定段处，其对流传热系数为a1;假设将水的质量流量加倍，而保持其他条件不变，此时的对流传热系数a2与“1的关系为A2=a1B2=21C2=20.8a1Do2=20.4od答案：C30、以下准数中反映的物体物性对对流传热影响的是ANuBReCPrDGr答案：C31、以下准数中反映自然对流对对流传热影响的是ANuBReCPrDGr答案：D32、以下准数中反映流动状态和湍流程度对对流传热影响的是ANuBReCPrDGr答案：B33、对由外管直径为d1,管直彳空为d2组成的套管而言，按润湿

12、周边计算而得的当量直径为Ad1+d2/2Bd1+d2Cd1-d2Dd2-d1答案：C34、换热器中任意截面上的对流传热速率=系数X推动力，其中推动力是指A两流体温度差T-tB冷流体进、出口温度差t2-t1C热流体进、出口温度差T2-T1D液体温度和管壁温度差T-TW或tW-t答案：D35、液体在圆形直管作强制湍流时，其对流传热系数a与雷诺准数Re的n次方成正比，其中n的值为. word.zl-A0.5B0.8C1D2答案：B36、工业生产中，沸腾传热操作应设法保持在A自然对流区B泡核沸腾区C膜状沸腾D过渡区答案：B3,37、在通常操作条件下的同类换热器中，设空气的对流传热系数为a1,水的对流传

13、热系数为a2,蒸汽冷凝的传热系数为a那么Aa12o3B龙3“1Co3o2odD2od3答案：C二、填空题1、对流传热总是概括地着眼于壁面和流体主体之间的热传递，也就是将边界层的和边界层外的合并考虑，并命名为给热。答案：热传导；热对流2、给热是以和的差作为传热推动力来考虑问题的。答案：流体的平均温度；壁面温度3、流体在垂直管自上而下流动同时被加热时，其对流传热系数比用普通准数关联式计算的结果要。答案：大分析：流体被加热时，自然对流的方向是自下而上，恰与流体流动方向相反，引起湍动加剧。4、金属的导热系数大都随其纯度的增加而，随其温度的升高而。答案：增大；减小5、在工程计算中，对两侧温度分别为tl,

14、t2的固体，通常采用平均导热系数进展热传导计算。平均导热系数的两种表示方法是或。tlt2122答案；2；6、对流传热的热阻主要集中在，因此，是强化对流传热的重要途径。答案：滞流层；减薄滞流层的厚度7、在、cP这4个物性参数中，假设值大，对流传热系数就增大；假设值大，对流传热系数就减小。答案：、cP、8、黑体的外表温度从300c升至600C,其辐射能力增大到原来的倍答案：5.39分析：斯蒂芬-波尔兹曼定律说明黑体的辐射能力与绝对温度的4次方成正比，而非摄氏温度，即4600273300 273=5.39。. word.zl-9、流体在圆形直管作强制湍流流动，假设传热推动力增大1倍，那么对流传热速率

15、增大倍。答案：110、由核状沸腾转变为膜状沸腾时的温度差称为。这时单位时间、单位面积所传递的热量称为。答案：临界温度差；临界热负荷11、处理量为440kg/h的有机溶液在某换热器中预热。运转一周期后，该溶液在管生成积垢，使换热器总热阻增加了10%。假设维持冷、热介质出口温度不变，那么该溶剂的处理量变为。答案：400kg/h分KA tmQK A tm1QK仁11QKK=1.1 故QQ=1.14401.1=400kg/h2、12、苯在径为20mm的圆形直管中作湍流流动，对流传热系数为1270W/mC。如果流量和物性不变，改用径为30mm2的圆管，其对流传热系数将变为w/(mC)。答案：612分析:

16、-Re0.8 P=0.023 d r0.8=0.023 dz Ws/d d24nPr.1(12)0.8.1.88d=d1.830=20=0.4822=0.482=0.4821270=612W/(m-C)13、工业上常见的载热体加热剂有、热水、联苯混合物，熔盐(KNO353%,NaNO240%,NaNO37%)等。答案：饱和蒸汽；烟道气14、工业上常见的载热体冷却剂有冷水、等。答案：空气；冷冻盐水15、换热器在使用一段时间后，传热速率会下降很多，这往往是由于的缘故。答案：传热管外表有污垢积存16、根据冷热流体的接触情况，两种流体实现热交换的形式有、混合式换热和三种。答案：间壁式换热、蓄热式换热1

17、7、对大空间的自然对流，通常取加热或冷却外表的为特征尺寸。答案：垂直高度18、传热的三种根本方式是、和热辐射。答案：热传导；对流传热19、柴油在圆形直管作强制滞流流动，给热系数可用下式计算：将管径减半后仍为滞流，那么管对流传热系数变为原来的倍。答案：21 /3z Ws/d d；d由 1.864 Pr1/3(曳)1/3()0.14diL W分析：, 11/3 1/3, 1知dd/、19一(一)22故 21 /31/3 di 1/3 . 0.14Nu1.86RePr()()L W。假设流量和物性不变,2倍，那么其算术平均值与对数平均值相差不大于。20、在计算换热器的平均传热推动力时，假设两端的推动

18、力相差不大于答案：4%三、计算题1、某燃烧炉的平壁由耐火醇、绝热醇和普通醇三种砌成，它们的导热系数分别为1.2W/(mC),0.16W/(mC)和0。92W/(mC),耐火砖和绝热转厚度都是0.5m,普通醇厚度为0.25m。炉壁温为100OC,外壁温度为55C,设各层科间接触良好，求每平方米炉壁散热速率。解Q/S(tit2)/(。/i)(100055)/(0.5/112)(0.5/0.16)(0.25/0.92)一_一，,2247.81w/m2、在外径100mm的蒸汽管道外包绝热层。绝热层的导热系数为0.08W/(mC),蒸汽管外壁150C,要求绝热层外壁温度在50c以下，且每米管长的热损失不

19、应超过150W/m，试求绝热层厚度。解Q/L2&t2)/LnG/r1)0.16(15050)Ln(r2/50)150r269.9mm壁厚为：r2r169.95019.9mm3、38X2.5mm的钢管用作蒸汽管。为了减少热损失，在管外保温。第一层是50mm厚的氧化锌粉，其平均导热系数为0.07W/(mC)；第二层是10mm厚的石棉层，其平均导热系数为0.15W/(mC)。假设管壁温度为180C,石棉层外外表温度为35C,试求每米管长的热损失及两保温层界面处的温度？解：0=16.5mm=0.0165m,门=19mm=0.019m2=r+1=0.019+0.05=0.069m3=2+2=0.069+

20、0.01=0.079m0=45W/(mC)2 (t t3)2314(18035)471 w/m1 ,191,691 ,79InIn -In451650.0719015692 (t2 35)179In -015 69Q马里3即471LLn巨2r2t2=41.8C4、有一外径为150mm的钢管，为减少热损失，今在管外包以两层绝热层。两种绝热材料导热系数之比=2,两层绝热层厚度相等皆为30mm。试问应把哪一种材料包在里层时管壁热损失小。设两种情况下两绝热层的总温差不变。解：若小的包在里层时：Q2Lt/LnQ/)/1Ln(r3/2)/2r175mmir27530105mmlr3135mm设11,22L

21、n(r2/r1)/1Ln(r3/r2)/20.462若大的包在里层是：Ln(r2/r1)/2Ln(r3/r2)/10.420小的包在里层时，热损失小。5、冷冻盐水25%的氯化钙溶液从。25X2.5mm长席曲的管流过，流速为0.3m/s,温度自-5C升至15Co假设管壁平均温度为20C,试计算管壁与流体之间的平均对流给热系数。定性温度下冷冻盐水的物性数据如下：密度为1230kg/m3,粘度为4X10-3Pa-s,导热系数为0.57W/(mC),比热为2.85kJ/(kgC)。壁温下的粘度为2.5X10-3Pa-So解：d=0.025-0.0025X2=0.02mL _2_d 0.02150 50

22、u = 0.3m/sRedu0.02 0.3 12301845 10010.14186Re13 Pr13 牛 一1.86 184513 20%0。2% 3342.50.140570.02=354.7W/(m2C)6、油罐中装有水平蒸汽管以加热管重油，重油温度为20C,蒸汽管外壁温为120C,在定性温度下重油物性数据如下：密度为900kg/m3,比热1.88X103J/(kgC),导热系数为0.175W/(mC),运动粘度为2X10-6m2/s,体积膨胀系数为3X10-41/C,管外径为68mm,试计算蒸汽对重油的传热速度W/m2。解：Gr gL3 t/v2433 109.81 0.068_3P

23、r CP /1.88 10GrPr4.474108A100/(2 10 6)22.313 107900 2 10 6/0.175 19.340.135 B 1/3A(GrPr)b/L265.7w/(m0C)Q/St265.7(12020)26570w/m27、有一双程列管换热器，煤油走壳程，其温度由230c降至120C,流量为25000kg/h,有f)25X2.5mm的钢管70根，每根管长6m,管中心距为32mm,正方形排列。用圆缺型挡板切去高度为直径的25%，试求煤油的给热系数。定性温度下煤油的物性数据为：比热为2.6X103J/(kgC),密度为710kg/m3,粘度为3.2X104Pa-

24、s,导热系数为0.131W/(mC)。挡板间距打二24clm阳,壳体径D三480游耀。解：AhD(1d0/t)0.240.48(125/32)0.0252m2uVs/A0.0388m/sde4(t2d2/4)/d0.027mRedeu/2325PrCP/6.350.95_0.55_1/30.36ReR0.95/de0.360.13123250.556.351/30.95/0.027218.3w/(m0C)8、为保证原油管道的输送，在管外设置蒸汽夹。对一段管路来说，设原油的给热系数为420W/(mC),水蒸气冷凝给热系数为104W/(mC)。管子规格为。35X2mm钢管。试分别计算Ki和K0,并

25、计算各项热阻占总热阻的分率。1/Ki1/ibdi/dmdi/0d031/(35104)0.00231/(4533)1/420200.002511l/w/(m20C)Ki398.3W/(m20C)计入污垢热阻Re00.8598104d0Rei/di1.719710435/311.94104污垢热阻占：(0.85981.94)104/0.002835(0.85951.94)1048.90。原油侧热阻占：0.035/(4200.031)/0.00283594.800蒸汽侧热组占：1/10000/0.0028353.5%管壁导热热阻占：0.0020.035/(450.033)/0.0028351.70

26、09、某列管换热器，用饱和水蒸汽加热某溶液，溶液在管呈湍流。蒸汽冷凝给热系数为104W/(mC),单管程溶液给热系数为400W/(m-C),管壁导热及污垢热阻忽略不计，试求传热系数。假设把单管程改为双管程，其它条件不变，此时总传热系数又为多少？解：1)单管程1/K01/i1/01/1041/4000.0026l/w(m2C)K0384.6w(m2C)2)改为双管层管内流速提高一倍，则：1/Ko1/(20.8i)1/01/1041/(40020.8)K0651.1w/(m2C)10、一列管换热器，管子规格为。25X2.5mm,管流体的对流给热系数为100W/(mC),管外流体的对流给热系数为20

27、00W/(mC),两流体均为湍流流动，管外两侧污垢热阻均为0.0018mC/W。试求：传热系数K及各局部热阻的分配；假设管流体流量提高一倍，传热系数有何变化？假设管外流体流量提高一倍，传热系数有何变化？解：Ri=R0=0.00118m2C/W钢管=45W/(mC)dmd。 diln% di0025 0.02025In 200.0221K01bd00 dmdoidiRi R00.025100 0.022 0,0011810.002509252000450.022=0.015421/(W/m2C)K0=64.84W/(m2C)热阻分配:污垢:R0 Ri1 K02 0,001180.015420.1

28、53 153%101 K01 20000.01542324%0.025100 002811%0.015420.0025 0.02545 0.022 0.015420.41%Wi2Wi,52u,i2081K。1bd00 dmdoi diRi R0100025 0025200045 0.0220.02520.8 100 0.022 0.00118=0.01010 m2C/WK098.99W/( m2C)0.8 W2W,0201K0bd 0dmd0idiRi R0120.820000.0025 002545 0.0220.025100 0.022 0.00118=0.01521m2C/WK065.7

29、4W/(m2C)11、一套管换热器，用热柴油加热原油，热柴油与原油进口温度分别为155c和20Co逆流操作时，柴油出口温度50C,原油出口60C,假设采用并流操作，两种油的流量、物性数据、初温和传热系数皆与逆流时一样，试问并流时柴油可冷却到多少温度？解：逆流时：QhQcW,CphTWCpct,则WhCph(15050)WcCpc(6020)tm(9530)ln(95/30)56.40CQKStm，KS1.862WhCph(1)并流时：QhQcWhCphTWcCpct,则WhCph(155T2)WcCpc(t220)tm135(T2t2)/ln135/(T2t2)QKStm(2)联立方程()(1

30、2)解得：T264.70Ct254.40C即并流时柴油冷却到64.70C12、一套管换热器，冷、热流体的进口温度分别为55和115。并流操作时，冷、热流体的出口温度分别为75和95。试问逆流操作时，冷、热流体的出口温度分别为多少？假定流体物性数据与传热系数均为常量。解：并流时：QhQcW hC ph TW C C pC t则 W h C (h 11595 ) W C C C( 75pp55 )W h C phW C C pCtm(6020 ) / ln60/ 2036 .410C逆流时：KS115115115解得KStm0 .55T2W h C phhCt2t1t1tmT2T2T2T255p(

31、h 115IT 2 )WCCCpC( t255 )55t2115T2t2t1t2/230(T2t2)/20 .55 30(Tt2/2t25593 .7 0 Ct276 .3 0 C13、在一单管程列管式换热器中，将加热。列管总数为 200 根，长度为2000kg/h的空气从20加热到80，空气在钢质列管作湍流流动，管外用饱和水蒸汽6m,管子规格为。38X3mm。现因生产要求需要设计一台新换热器，其空气处理量保持不变，但管数改为400根，管子规格改为。19X1.5mm,操作条件不变，试求此新换热器的管子长度为多少米?解：据题意QQQKS总tm0iKii22、ui/uindi/(ndi)0.8.0

32、.2iUidii/i(Ui/Ui)0.8(di/di)0.2i/i(200322/(400162)0.8(32/16严2i/i2Ki2KiS总nLdiS总nLdiQKiS总tm2KinLdi加QKiS总tmKinLditmL1/2(n/n)(di/di)L3m14、某平壁燃烧炉是由一层耐火砖与一层普通砖砌成，两层的厚度均为100mm,其导热系数分别为0.9W/mC及0.7W/mC。待操作稳定后，测得炉膛的外表温度为700C,外外表温度为130C。为了减少燃烧炉的热损失，在普通科外外表增加一层厚度为40mm、导热系数为0.06W/mC的保温材料。操作稳定后，又测得炉外表温度为740C,外外表温度

33、为90C。设两层砖的导热系数不变，试计算加保温层后炉壁的热损失比原来的减少百分之几?解：加保温层前单位面积炉壁的热损失为QS1此时为双层平壁的热传导，其导热速率方程为:t1t37001302244W/m21bL生豆01120.90.7加保温层后单位面积炉壁的热损失为QS2此时为三层平壁的热传导，其导热速率方程为:t1t474090S2互殳与01010.041230s0.70.06-2706W/m故加保温层后热损失比原来减少的百分数为:QQS1S2QSi100%22447062244100%68.5%40 Co15、在外彳至为140mm的蒸气管道外包扎保温材料，以减少热损失。蒸气管外壁温度为39

34、0C,保温层外外表温度不大于保温材料的离t的关系为F0.1+0,0002tt的单位为C,洎勺单位为W/mC。假设要求每米管长的热损失Q/L不大于450W/m，试求保温层的厚度以及保温层中温度分布。解：此题为圆筒壁热传导问题，：r2=0.07mt2=390Ct3=40C先求保温层在平均温度下的导热系数，即0.10,0002390400.143W/mC21保温层温度将式4-15改写为In 2 t2Q/Lln320,143390 40 ln0.07450得r3=0.141m故保温层厚度为b=sr2=0.1410.07=0.071m=71mm保温层中温度分布设保温层半径r处的温度为t,代入式4-15可

35、得0.143390t450In-0.07解上式并整理得t=501lnr942计算结果说明，即使导热系数为常数，圆筒壁的温度分布也不是直线而是曲线。16、热空气在冷却管外流过，C2=90W/m2C，冷却水在管流过，ot=1000W/m2。冷却管外径do=16mm,壁厚b=1.5mm,管壁的Q40W/mC。试求：总传热系数K。；管外对流传热系数增加一倍，总传热系数有何变化？管对流传热系数的增加一倍，总传热系数有何变化？解：由式4-70可知Ko11 dob义 工1 di dm 211 160.0015 16110001340 145 901 0.00123 0.00004 0.0111180.8W/

36、 1m2 C可见管壁热阻很小，通常可以忽略不计。Ko147.4W/ m20.001232 90传热系数增加了 82.4%。Ko1 85.3W/1160.01111 2 100013m2 C传热系数只增加了 6%,说明要提高 K值，应提高较小的 差值。17、某流体通过径为 100mm圆管时的流传热系数为120W/(m 2 C，流体流动的雷诺数 Re=1.2X 105，此时的对流传热系数关联式为Nu 0.023 Re0.8 Pr0.4 o今拟改用周长与圆管一样、高与宽之比为1： 3的矩形扁管，而保持流速不变，试问对流传热系数有何变化？解：由对流传热系数的计算公式:0.80.023d 包0.4Pr当

37、物性不变时0.8 , 0.2u du不变,d 0.2求扁管的当量直径de：设a、b,分别为矩形截面的宽与长a1由题意b32(ab)dd,3dab得882d?3dde4ab88d3.140.0050.0295m2(ab)d1616设、分别为圆管与扁管的对流传热系数，那么号)0.20.050.02951.11一2=1.11=1.11100=111W/(mc)对流传热系数由原来的100W/(m2-C),增至现在的111W/(m2-C)o分析：由以上的计算可以看出，由于矩形扁管的当量直径小于同周长圆的直径，其对流传热系数大于后者。因此用非圆形管道制成的换热器如最近开发的螺旋扁管换热器，一般都具有高效的

38、特点。18、有一套管换热器，管为542mm，套管为1164mm的钢管，管中苯被加热，苯进口温度为50C,出口温度为80C,流量为4000Kg/h。环隙为133.3C的饱和水蒸气冷凝，其汽化热为2168.1KJ/Kg,冷凝传热膜系数为11630W/m2K。果在5080c之间的物性参数平均值为密度880KJ/m3,比热cP1.86KJ/Kgc粘度0.39103Ns/m2,导2热系数0.134W/mK,管壁垢阻为0.000265cm2/W,管壁及管外侧热阻不计。试求：1加热蒸汽消耗量；2所需的传热面积以管外外表计。3当苯流量增加50%,要求苯的进出口温度不变，加热蒸汽的温度应为多少？解：1加热蒸汽消

39、耗量：Drw2cp2&L)D2168.140001.86(8050)D103kg/hw2 /20.785d；2管中苯的流速：0.643m/ s4000/36008800.7850.052Red2u0.050.6438800.39103_47.24510湍流Pr工1.861030.391035.410.13420.023R；*；4d20.0230.134(7.254104)0.8(5.41)0.4937W/m20.05那么以管外外表计的传热系数为:d12d25454656W/mtmt2Tt1工t2801163093750500.00026550,133.350ln133.38067.2w2cp2

40、02t1)KAitm400036001.86310(8050)656A67.23那么k1.41m2苯的流量增加20.81.521.383d2d250%,而进出口温度不变,1.3839371296W/m2cd12d2K(1d12d2d15454K2830W/mc1.5W2cp2。21.5w2cp2(t21.5(400036002d2656129650以管外外表计t1)KAitmt1)1.8693750KA一lnt2t1Tt1)Tt2aT50103lnT80Tt11.5w2cp21n1KA即：Tt28301.41解得：T145.2C即苯的流量增加50%而温度不变时，加热蒸汽的温度应为145.2C。19、有一套管换热器，管为542mm,外管为1164mm的钢管。现用120c的饱和水蒸气加热苯，使苯由50c加热至80C,苯在管中以4000kg/h的流量流动，试求：1加热蒸汽消耗量；2所需套管的有效长度；