化工原理白皮书答案第六章

1、传热章练习：一、填空1在沿球壁的一维定态传热过程中，热流量Q沿半径增大方向 ，热流密度q沿该方向 ，（增大，减少，不变）。2在一维定态传热过程中，二层的热阻分别为R1和R2，推动力为t1和t2，若R1, = , 2，1=2，则应该将导热系数为 的材料包于内层，更有利于保温。解答：一、1不变，减少。 2104，当流量增加一倍，管径不变，则为原来的 倍；将管径减小一半，流量不变，则为原来的 倍；若流量、管径不变，而将管程数增加一倍，则为原来的 倍。（忽略物性变化）7用饱和水蒸气在套管换热器内加热冷空气，此时，管壁温度接近于 的温度。解答：一、4.流动流体的载热使壁面处温度梯度增加 50，1；-0.

2、25，0.75；2.5，3.5 6 20.8=1.74，21.8=3.48，20.8=1.74 7蒸汽侧 8蒸汽冷凝分 状冷凝和 状冷凝，工业设计时按 状冷凝考虑；大容积饱和沸腾分 状沸腾和 状沸腾，操作应控制在 状沸腾下进行。9某无相变逆流传热过程，已知T1=60，t2=30，(qmCp)2/(qmCp)1=1，则tm= 。10用饱和蒸汽加热冷流体（冷流体无相变），若保持加热蒸汽压降和冷流体t1不变，而增加冷流体流量qm2，则t2 ，Q ，K ，tm 。解答：一、8滴，膜，膜；核，膜，核 9tm=t1=t2=T1-t2=30 10Q=KAtm ,11冷热流体在换热器无相变逆流传热，换热器用久

3、后形成垢层，在同样的操作条件下，与无垢层时相比，结垢后换热器的K ，tm ，t2 ，Q 。（上升，不变，下降，不确定）。12冷热流体的进出口温度t1，t2，T1，T2相同时，tm并 tm逆(,=,)。13.利用水在逆流操作的套管换热器中冷却某物料。要求热流体的温度T1、T2及流量qm1不变。今因冷却水进口温度t1增高，为保证完成生产任务，提高冷却水的流量qm2，则K ，tm ，Q 。(上升，不变，下降，不确定)。解答：一、11, , 12 13 Q=qm1Cp1(T1-T2)=KAtm , , 不变二、作图题：1某换热器原工况操作线如图，试将新工况操作线定性画在原图中，并证明之。二、1. 解：

4、2某逆流换热器的(qmCp)2(qmCp)1，试定性绘出两种流体沿传热面的温度分布曲线及操作线。2.3试定性在同一图中绘出两个换热器的操作线。3.三、找错请将下面各结论(划线部分)中的错误结论找出。1热辐射中，(A)灰体是一种理想物体，(B)黑体也是一种特殊的灰体，(C)温度相等时，黑体与灰体的辐射能力相同，(D)对太阳能的辐射，实际物体也可看作灰体。2某逆流换热器，已知(qmCp)2/(qmCp)1=， (A)此时冷流体的进、出口温度近似相等，(B)该条件下的平均传热推动力决定于（T2-t1），若继续增加冷流体流量， (C)平均推动力tm将下降，(D)但热流量Q仍能明显上升。三、解： 1.

5、C, D 2. D 有所上升，因K, Q=qm1Cp1(T1-T2) T2四、计算题1进入某间壁式换热器的冷、热流体温度为t1=50,T1=200, 已知换热器的总热阻1/KA=0，试求下列条件下冷流体的出口温度。 并流操作(qmCp)2/(qmCp)1=2； 逆流操作(qmCp)2/(qmCp)1=2； 逆流操作(qmCp)2/(qmCp)1=0.5。四、1. 解：t2=T2= T2= t1= 50, t2=T1= 2002有一单程列管式换热器, 其管束由269根长3m，d=25mm的管子组成。现欲用此换热器将流量为8000kg/h的常压空气从10加热至110,已知定性温度下,空气的Cp=1

6、.01kJ/kg, =2.0110-2mPas, =2.8710-2W/m, 试问:若壳程通120饱和蒸汽，此换热器是否适用？（蒸汽管壁及垢层热阻可忽略不计）。2. 解： =65.8W/m2 K 2=65.8W/m2 =41.7 A换热器=26933.140.025=63.4m2104,物性的变化、管壁及垢层热阻可忽略，试求新工况下，冷、热流体的出口温度(冷、热流体的进口温度及热流体的流量不变)。3. 解：原工况： =43.28 qm1Cp1=0.4qm2Cp2 =0.424180=3344W/ =154.5W/m2 新工况 =131.1W/m2 A=0.8A=0.825=20m2 =1.30

7、 100-t2=1.3T2-26得 T2=62.2 t2=45.24现有两个完全相同的列管式换热器，内有180根191.5mm的管子, 每根长3m, 管内走流量为2000kg/h的冷流体, 进口温度为30, 与热流体单程换热，已知(qmCp)2/(qmCp)1=0.5；冷流体Cp=1.05kJ/kg,=210-2mPas，=0.0289W/m，热流体的进口温度T1=150，热流体、管壁及垢层热阻可忽略，现按下图方式进行操作，求热流体的出口温度T。4. 解：两换热器A、B； 均为 1 =68.4W/m2 A=18033.140.016=27.1m2 KA=68.427.1=1854W/ 换热器A:逆流 qm2Cp2(t-t1)=KA(T1-t) Ta=T1-(t-t1)=150-(121.3