传热习题解答

1、解答一、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 u 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)。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。(4)在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在滞离层内(或热边界层内)，减少热阻的

2、最有效措施是提高流体湍动程度。(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 blb2b3,导热系数九1九2R2咫,各层导热速率 Q=Q2=Q30(7)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火循环管式、悬筐式、外加热式。(9)在大容积沸腾时液体沸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。(1

3、0)传热的基本方式有传导、对流和辐射三种。热传导的基本定律是_立吐定律.其表达式为一_dQ=-ds_0cn(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),对流传热系数的单位为 W/(m2：C),总传热系数的单位为 W/(m2C)。二、选择1 已知当温度为 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

4、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。A1.149B1.74C2D 不定3 一定流量的液体在一 425X2.5mm 的直管内作湍流流动，其对流传热系数ai=1000W/m2C；如流量与物性都不变，改用一*19X2mm 的直管，则其a将变为 D。A1259B1496C1585D16784 对流传热系数关联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

5、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100C,则此时的辐射传热量与原来的辐射传热量相比，应该B_oA 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，冷却水出口温度降为 26C。求此时的垢层热阻。已知换热器的传热面为 16.5m 之，有机蒸气的冷凝温度 80C,冷却水流量为 2.5kg/s。假设水侧局部传热

6、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&+t2)=25C查表：Cp=4.18X103J/kg.KT-t一Q=qm2cp2(t2-3)=KAtm=KA(t2-L)/(lnM)qm2cp2TI2K=-lnL=115W/m.KATJ2,1/新工况：结垢之后，冷却水出口温度降低至 26C,t=?（ti+t2）=23C相差 2C,比热可认为不变，qm2cp2T%2K=In=66.7W/m.KAT-t2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 a 水的影响以及蒸汽冷凝量的变化对 a 蒸汽的影响,则：+=+R；R=

7、-5=-菅=6.310m2.K/W2、一卧式列管冷凝器，钢质换热管长为 3m,直彳为 125X2mm。水以 0.7m/s 的流速在管内流过，并从 17c 被加热到 37Co 流量为 1.25kg/s 温度为72c 姓:的饱和蒸气在管外冷凝成同温度的液体。烂蒸气的冷凝潜热为 315kJ/kg。已测得：蒸气冷凝传热系数0=800W/（m2C）,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。）解：（1）换热器每程提供的传热

8、面积（外表面为基准），S;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=1.25315=394kw又Q=WcC（t2，C=4.18kJ/kg尸C,Q394Wc=4.713kg/sCpc（t2一3）4.18（37-17）单管内水的流量为：Wc1=.d2U=0.7850.02120.71000=0.2423kg/s4每程所需管子数为：n1=必=卫=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：_2S1=：d01nl=0.025203二-4.71m(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-K0S0.-：tm110.70.4）800800_2_=476.2W/mC飞-心（72-17）-（72-37）=44.25C二L72