化工原理考研题库4热

x04a05001①判断下列各组物性数值大小：A心*,Aa,AnB〃次,“xCpn,pk Drmv,zio»t（水蒸汽汽化潜热）① ②网>"、 ③P'.vpxt ④，1oor>ri«>txO4aO5OO2试判断下面各组传热系数a的数值大小.Aavx<a*Ba梯汽”*,a*Ca**,（同一物料） D。淅状》超，由***（同物，同压）A）av<a*B）a»>a*C）«s>anD）att>ant04a05003①在两流体的间壁换热过程中，计算式0AMt中4表示为 。②某换热器的传热系数向2000W/Km；工程单位制中其值为.①杉指传热面，与《相对应 ②1720kCal/mJh-Ct04a05004①两流体的间壁换热过程中，计算式0（〃加心t中,/表示为.②总传热系数俯单位，工程单位制为,SI制为①平均壁而面积 ②kCal/Wht,W/nf'Ct04a05005①两流体的间壁换热过程中，计算式ga/lAt,4表示为 。②表面传热系数a工程制单位为.SI制单位为。①a-侧的金属壁面 ②kCal/m%匕，W/mtt04a05006①凡稳定的筒壁传热，热通量为常数。 一②在稳态传热中，凡热阻大处其温差也大。③滴状冷凝的传热系数大于膜状冷凝表面传热系数.@x②J③Jt04a05007①下面说法是否妥当？如不妥，予以更正或补充.A）在冷凝传热过程中，壁面与蒸汽的温差增大，则冷凝传热膜系数亦增大。B）沸腾传热时，壁面与沸腾流体的温差愈大，则a愈大。①A）当液膜呈滞流流动时At上升,a下降 B）在泡核沸腾区At上升，a上升.t04a05008①下面说法是否妥当？如不妥当，予以更正或补充.A）灰体的吸收率和黑度在数值上相等。B）热导率和表面传热系数都是物质的一种物理性质.①A）在同一温度下，灰体吸收率与黑度在数值上相等。B）导热系数是物质的物性，而传热膜系数既与物性有关，也与流动状况有关.t04a05009①水与苯液进行换热，水由20匕升至35'C,苯由80匕降至40寸。若苯为最小值流体，此换热器的传达放率， 热容流量比G==②热导率/I的工程制单位为—©66.7%,0375 ②kCal/mhiCt04b05010①水在管内作湍流流动，若使流速提高至原来的2倍，则其表面传热系数约为原来的倍。管径改为原来的1/2而流量相同，则其表面传热系数约为原来的倍。（设条件改变后,物性常数不变）②在两流体的间壁换热过程中，计算式以：小,表求为①1.74,3.48 ②At为两流体温度差的平均值t04a05011①斯蒂芬-波尔茨曼定律的数学表达式是.该式表明..②在两流体的间壁换热过程中，计算式中At表示为①A=bT=C（7n00）‘ 表示黑体的辐射能力与其表面温度的关系②）AE、-t或T-T.x04b05012①一管壳式换热器，管内走液体，管间走蒸汽，由于液体入口温度下降，在流量不变情况下，仍要达到原来的出口温度t,此设备已不允许再提高蒸汽压力强度，采取简便有效措施 。A）管内加麻花铁； B）提高壳方程数；②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，采取流程.A）气体走管外，气标异展逆流操作。 B）气体走管内，气体并联逆流操作。C）气体走管内，气体串联逆流操作。①A） ②C）x04a05013①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）表面光滑，颜色较浅； B）表面粗糙，颜色较深；C）表面粗糙，颜色较浅②某一套管换热器用管间饱和蒸汽加热管内空气，设饱和蒸汽温度为100匕，空气进口温度为20C,出口温度为8（TC,问此套管换热器内管壁温应是 。A）接近空气平均温度； B）接近饱和蒸汽和空气的平均温度； C）接近饱和蒸汽温度①A） ②C）tO4ao5014蒸发时的温度差损失包括 单效蒸发可采用常压或减压操作（完成液的浓度相同），其中——操作的温度差损失大因为_ 。①二次蒸汽流动阻力引起的损失 液层静压引起的损失 溶液沸点升高引起的损失减压操作 减压下液层静压引起的损失大t04b05015①判断下面的说法中哪一种是错误的：A）在一定的温度下，辐射能力越大的物体，其黑度越大；B）在同一温度下，物体的吸收率4与黑度£在数值上相等，因此4和尚物理意义相同;C）黑度越大的物体吸收热辐射的能力越强；D）黑度反映了实际物体接近黑体的程度。②当换热器中冷热流体的进出口温度一定时，判断下面的说法中哪一个是错误的：A）逆流时，Arm一定大于并流，错流或折流时的At”；B）采用逆流操作时可以节约热流体（或冷流体）的用量；C）采用逆流操作可以减少所需的传热面积；D）温度差较正系数g4的大小反映了流体流向接近逆流的程度。①B） ②B）x04a05016①红砖的黑度为0.93,当其表面温度均为300,C时，红砖的发射能力为 。A）5683.4W/m2 B）916.7W/m2②有一套管换热器，环隙有119.6°C蒸汽冷凝，管内空气从2（TC被加热到5（TC,管壁温度应接近.A）35-C B）119.er C）77.3-C③己知在温度即寸耐火砖•的发射能力（辐射能力）大于铜的发射能力，则铜的黑度为，耐火砖的黑度为A）0.6 B）0.9 C）1①A） ②B） ③A） B）tO4bO5O17①设置隔热挡板是 辐射散热的有效方法。挡板材料的黑度愈低，辐射散热量«②有一单层平壁如图所示。己知材料的热导率4为常数，从左等温面A至右等温面心的稳定导热热流量为G则平壁内的温度分布表达式为.①减少愈低②t04b05018①已知热导率4=2.388X10"Cal/cnbs」C,此值在SI制中为W/m-K«②写出比热容4的单位，工程制为SI制为 ③物体的辐射传热速率与热力学温度的—方成正比。①1 ②kCal/kgC,J/kg-C ③四次方t04b05019①蒸汽冷凝放热时，要经常注意排放，这是因为.②某物体（可近似为灰体）在2（TC时，其黑度为斤0.8,则其辐射能力的大小为 其吸收率为——。①不凝气 不凝气构成附加的气膜阻力，使at ②334.3W'/nr'0.8t04a05020①一列管换热器，列管规格为的8nmiX3mm,管长4m,管数127根，则外表面积S= ,而以巨衣面积汁的传热面积S= «②两流体的间壁换热过程中0=以2£计算式中，At表示°①S=127x4tp<0.038 5=127x4^xO.032 ②工-石或AT,t04a05021①稳定热传导是指 不随时间而改变。②套管换热器，内管外径4、外管内径4,则环隙的当量直径4=①传热系统中各点的温度仅随位置变 ②d-dtO4aO5O22①在包有二层相同厚度保温材料的园形管道上，应该将材料包在内层，其原因是 ②辐射传热速率计算公式为【中公系数小的：成少然损失 降低壁:向温度2〃-I。。）'/t04b05023①两流体通过间壁换热，冷流体从20°C被加热到509,热流体从100C被冷却到709,逆流时的A-= ℃,并流时的"Co②在传热实验中，用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数磁近于— 侧的表面传热系数，而壁温接近于侧流体的温度。③蒸汽冷凝时的表面传热系数a较大。原因是.①5（TC 43.5-C②空气饱和水蒸汽 ③蒸汽冷凝时释放较大冷凝潜热tO4bO5O24①黑体是指： ；②镜体是指： ；：；灰体是指： s④在对流传热过程中，加表示— ，友小的准数①能吸收全部辐射能的物体。②能全部反射辐射能的物体。③能以相同的吸收率吸收所有波长的辐射能的物体。④包含对流传热系数；流体流动状态。t04a05025①单层园筒壁热阻的表达式为,用SI制表示的单位是.②园形管内强制对流传热时的雷诺准数式是_®b/UK/W ②duplRt04a05026①努赛尔准数的定义式是.②平壁稳定传热过程，通过三层厚度相同的不同材料，每层间温度变化如图所示，试判断力、/、石的大小顺序以及每层热阻的大小顺序.①Nu=aU入 ②%>办〉& S,/Z<82/ &/A,t04a05027①已知传热系数ei250kCal/m%C,在SI制中，存W/m2K;汽化潜热厂2200kJ/kg,在工程单位制中尸 kCal/kg0②普兰德准数的定义式是①1453 525 ②）Pa川2t04a05028①钢的热导率可近似为W/m-K或kCal/m-h-'C.②在压强恒定的条件下，空气粘度随温度升高而.①45 38.7②增大t04a05029①厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知以>&>";热导率/〈为〈不。在稳定传热过程中，各层的热阻吊&自:各层导热速率。@②在压强恒定的条件下，空气的粘度随温度降低而.①R〉R>RQ=Q=Q②降低t04a05030①物体黑度是指在— —温度下，物体的与之比，在数值上它与同一温度下物体的— —相等。②两固体间辐射传热速率公式为①同一辐射能力 黑体辐射能力 吸收率②Qy=Cw4[（7；/100）'-a/100）']tO4bO5O31①0=（，。）0Ar,式中At= ：a=1.13（r即可/〃/Ar）'式中Ar= 。②克希霍夫定律指出：一切物体的— —和— —的比值均相等，且等于同温度下黑体的—①G-&;t-t.②发射能力吸收率发射能力tO4ao5032①物体辐射能力的大小与成正比，还与成正比。②液体沸腾根据温度差大小可分为__三个阶段，实际操作应控制在①后£区=总（〃100” ：.E^tE^e②自然对流泡状沸腾 膜状沸腾 泡状沸腌段t04a05033①多层壁稳定传热，凡热导率2大的一层，温差也大。②在多管程列管换热器中，无相变两流体的平均传热温差总是比纯逆流时的小。③传热边界层厚度总是小于或等于流动边界层厚度。①x ②J ③xx04a05035①已知圆筒壁（外半径为后）上两层保温材料的温度分布曲线如图示：A层的热导率 B层的热导率：应将 放在内层保温效果好。（A,B两层厚度相等）。A）等于 B）大于 C）小于 D）A层 E）B层②红砖的黑度为0.93,当其表面温度均为300°C时，红诘的发射能力为.A）5683W/m2 B）917W/m:①B） E） ②A）x04b05036在设计列管式换热器中，设置折流挡板，以提高程流速，设置隔板以提高流速，以达到强化传热的目的.管程内流体流速的选取，对一般液体取，气体取，如该换热器用水蒸汽冷凝来加热原油，那么水蒸汽应在 程流动。A）壳程 B）管程 C）壳程和管程D）u=Q.5~3m/s E）t/=5~30m/s F）（/=30~100m/s①A） B）D）E）A）x04b05037①在蒸汽冷凝传热中，不凝性气体的存在对a的影响是 .A）不凝性气体存在会使a（值）大大降低。 B）不凝性气体存在会使a（值）升高。C）不凝性气体的存在与否，对数据无影响。②对在蒸汽一空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中的 在工程上可行。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。③蒸汽压强的变化，对冷凝传热的影响是.A）蒸汽压强P3a值t,对a关联式有影响： B）蒸汽压强Pf,a值不变，对段联式无影响：C）蒸汽压强Pt,a值I,对a关联式有影响；①A） ②A） ③B）x04b05038①用常压水蒸汽冷凝来加热空气，空气平均温度为20。，则壁温约为 一A）20,C B）100℃ C）60,C D）49.7'C②高翅片管加热器一般用于.A）两侧均为液体 B）两侧流体均有相变化C）一侧为气体，一侧为蒸汽冷凝 D）一侧为液体沸腾，一侧为高温液体③因次分析法的目的在于.A）得到各变量间的确切定量关系。 B）得到各无因次数群的确切定量关系。C）用无因次数群代替变量，使实验与关联工作简化。D）用无因次数群代替变量，使实验结果更可靠。①B） ②C） ③C）x04b05039①在列管换热器中，用饱和蒸汽加热空气，下面两项判断是否合理：甲.传热管的壁温将接近加热蒸汽温度；乙.换热器总传热系数俏接近空气侧的表面传热系数。A）甲乙均合理B）甲乙均无理 C）甲合理，乙无理D）乙合理，甲无理②已知当温度为加寸，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度 耐火砖的黑度。A）大于B）等于 C）不能确定是否大于 D）小于③在一列管式加热器中，壳程为饱和水蒸汽冷凝以加热管程中的空气。若空气流量大10%, 为保证空气出口温度不变，可采用的办法是.A）壳程加折流挡板，增大壳程a值 B）将原先的并流改为逆流流动以增大AG0开大蒸汽进口阀门以便增大水蒸汽流量 D）开大蒸汽进口阀门以便提高加热蒸汽压力①A） ②D） ③D）x04b05040①穿过三层平壁的稳定导热过程，如图所示，试比较第一层的热阻后与第二、三层热阻是、尼的大小.A）用〉（阴向 B）/?,＜（^+A） C）用=（%+后） D）无法比较②列管换热器管程常用流速范围为：一般液体.气体.A）0.5~3m/s B）3~15m/s C）5~30m/s®C）②A）C）x04a05041①强制对流（无相变）流体的表面传热系数关联式来自 。A）理论方法B）因次分析法C）数学模型法D）因次分析和实验相结合的方法②钢的热导率为 ,不锈钢的热导率为一 ，2（TC水的热导率为 ，2（TC空气的热导率为A）45W/mK B）0.6W/mK 00.026W/mK D）15W/mK①D）②A） D）B）C）x04b05042①列管换热器中用水使46CC4的饱和蒸汽冷凝，则CS,饱和蒸汽应通过.A）管程B）壳程②有一套管换热器，在内管中空气从20t被加热到50C,环隙内有119.6'C的水蒸汽冷凝，管壁温度接近 *C.TOC\o"1-5"\h\zA）35 B）119.6 077.3③在两灰体间进行辐射传热，两灰体的温度相差50t，现因某种原因，两者的温度各升高10（TC,则此时的辐射传热量与原来的辐射传热量相比，应该。A）增大 B）变小 C）不变①B） ②B） ③A）t04a05043①列管式换热器的壳程内设置折流挡板的作用在于,折流挡板的形状有,等。②多层筒壁稳定导热中，若某层的热阻最大，则该层两侧的温差 若某层的平均导热面积最大，则通过该层的热流密度— 。①提高壳程流体的流速，使壳程对流传热系数提高 园缺形（弓形），园盘和环形②最大最小t04a05044在确定列管换热器冷热流体的流径时，一般来说，蒸汽走管:易结垢的流体走管:高压流体走管_有腐蚀性流体走管:粘度大或流量小的流体走管—①外内内内外t04a05045冷凝现象有 —冷凝和— —冷凝，工业冷凝器的设计都按— —冷凝设计；沸腾现象有 沸腾和. 沸腾，工业上的沸腾装置一般是按 加胶设计的①滴状膜状膜状泡核膜状泡核x04b05046①利用水在逆流操作的套管换热器中冷却某物料。要求热流体的温度乐A及流量G不变。今因冷却水进口温度3增高，为保证完成生产任务，提高冷却水的流量G,其结果—.A）储大，At.不变 B）。不变，At.下降，储大C）冲变，确大，At。不确定 D）耨大，At*下降②沸腾传热的过热度增大，其传热系数—.A）增大B）减小C）只在某范围变大 D）沸腾传热系数与过热度无关①B） ②C）xO4bO5O47①在一列管式换热器中，用冷却水冷凝酒精蒸汽，换热器最好 放置；冷却水应走A）水平 B）垂直 C）管内 D）管外②已知钢质园管（外半径为n）外两层不等厚（6<&）保温材料的温度分布曲线如图示，则A层热导率B层的热导率。A）小于 B）不能确定是否大于C）大于 D）等于①A） C） ②C）tO4bo5048①两流体进行传热，冷流体从10C升到30D,热流体从80-C降到6CTC,当它们逆流流动时，平均传热温差,当并流时，At.=.②浮头式或带膨胀节的换热器适用于_ 与— —的温差很大的场合。①50C 47.2'C②管壁壳壁t04a05049①将单程列管式换热器改为双程的作用是,但这将使减小，增大。②对流过程是和之间的传热过程。①提高管内a At阻力②流体壁面t04a05050①定性温度是指.②沸腾传热可分为三个区域，它们是、和,生产中的沸腾传热过程应维持在区操作。①确定准数中各物性参数的温度②自然对流区 核状沸腾区 膜状沸腾区 核状tO4bO5O51①判断下面关于系统进行稳定传热时的说法哪一个是错误的。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不变。②在房间中利用火炉进行取暖时，其传热方式为：A）传导和对流 B）传导和辐射C）传导、对流和辐射，但对流和辐射是主要的（DC）②C）t04a05052①在一卧式加热器中，利用水蒸汽冷凝来加热某种液体，应让加热蒸汽在程流动，加热器顶部设置排气阀是为了。②列管换热器的管程设计成多程是为了;在壳程设置折流挡板是为了.①壳程 排放不凝气，防止壳程ofi大辐度下降②提高管程a值 提高壳程a值tO4ao5053①间壁换热器管壁温度t.接近a.一侧的流体温度：总传热系数确数值接近 一侧的a值。②对于间壁式换热器：加小（”为=加入（『等式成立的条件是、、①大热阻大 ②稳定传热 无热损失 无相变化t04a05054①影响两固体表面间辐射传热量大小的因素主要有 、 、 、0②物体的黑度的定义是.①表面温度黑度介质性质几何位置②在同一温度下物体辐射能力与黑体辐射能力之比tO4bO5O55①哪些表面传热系数与壁温有关？请任举出其中四种（不必写出a公式）。、、 、 ②黑体表面温度由37。加热到347K,则辐射能力增加为原来的倍.①自然对流强制对流 冷凝给热 沸腾给热 ②1.57倍x04a05056下列各种情况下的表面传热系数：空气流速为6m/s时的a;空气流速为25m/s时的a;水的流速为1.2m/s时的a;水的流速为2.5m/s时的a,;蒸汽膜状冷凝时的a之间的数值按自大而小的顺序为：①a>a〉a>a>axO4aO5O57碳钢的热导率为,不锈钢的热导率为；铜的热导率为,常压常温空气的热导率为;常温水的热导率为。A)151W/m-KB)370W/m-KC)45W/m-KD)16W/m-KE)0.62W/m-KF)0.025W/m-K©C)A)B)F)E)t04b05059①根据有无热补偿或补偿方法不同，列管式热器的一般结构型式有、、 、 •②换热器中，热流体由200T冷却到1401c,冷流体由20C升高到35C,热流体的热容量流率较小，则传热效率为：。①固定管板式 浮头式U形管式 ②0.333t04a05060①列管换热器，在壳程设置折流挡板的目的是.②等温面不会相交，因为.①增大壳程流体的湍动程度，强化对流传热，提高a值，支承管子②一个点不可能具有两个不同的温度t04a05061①由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的热导率愈大，则该壁面的热阻就愈 ，其两侧的温度差愈。②为了减少高温发热体辐射热的散失，可采用在发热体之外设置.的措施。③在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在 ，减少热阻的最有效的措施是«①小小 ②隔热挡板 ③传热边界层威滞流层内；提高流体湍动程度tO4aO5O62①如图所示为间壁式换热器中冷热流体稳态传热过程的温度分布曲线，该传热过程是由、 —和— 三个串联的热传递环节组成，由图分析可知：a. 控制热阻应在侧，因此若强化该传热过程，应从 侧着手。①对流热传导 对流a<a烟气烟气w04b05160在蒸汽冷凝时，其冷凝液为层流流动，若提高蒸汽冷凝的传热系数，可考虑采取哪些措施？措施一，让液膜和蒸汽同向流动，则摩擦力使液膜流动加速，厚度减薄，从而使a增大 措施二，若为单根管，将垂直放置改为水平放置。若为管束，则需减小列上的管数，或把管子排列旋转一定的角度。措施三，及时排除不凝气体。w04b051611.一杯开水(100'C)置于2(TC的静止空气中，问杯子两侧流体的传热各属何种类型？哪一侧热阻大？2.若将杯子浸在2(TC的冷水中(两流体不直接接触)，能否增强传热？理由？3.仍置于空气中，但使杯外的空气流动，问能否增强传热？理由？4.对1的情况，若对杯中流体加以搅动，问是否比2、3两种办法有效些？.均为自然对流，气侧还有辐射，空气侧热阻大；2.能增强传热，因为水的对流传热系数比空气大；3.能增强传热，因为强制对流的对流传热系数比自然对流大4.主要热阻在空气侧，故2,3效果较好，4不及2,3w04bo5162下列计算表面传热系数的准数关联式各用在什么情况下？(\)Nu=ARePrGr 3Nu=ARePr (3)J\fu=APrGr(D适用于强制对流和自然对流均有影响的不变相的对流传热；(2)适用于可忽略自然对流影响的不变相的对流传热；(3)适用于可忽略强制对流影响的不变相的对流传热。w04bo51631.作图定性示出沸腾佞热系数a随相应的传热温差At(壁面和沸腾液体之间)的变化关系。.列管换热器隔板的作用是什么？.如图2.隔板将管子分成若干组，构成多程换热器，增大流速，以提高管程a。t04b051641.消除列管换热器温差应力常用的方法有三种，即在壳体上加,采用结构或采用式结构。2.翅片管换热器安装翅片的目的是1.膨胀节；浮头式；U型管。2.增加传热面积：增强流体的湍动程度以提高a。t04a051651.列管换热器中，壳内的折流挡板通常采用形和形。2.为提高冷凝器的冷凝效果，安装时要,操作时要,1.网缺形；交替排列的圆盘和环形。2.时于单管采用卧式，并略有倾斜对于管束，应减少垂直列上的管子数目，或把管子的排列旋转一定的角度。及时排除不凝气和冷凝水。t04a051661.在多层平壁稳定热传导中，通过各层的热通量 .2.列管换热器中，用饱和水蒸汽加热空气。空气走管内，蒸汽走管间，则管壁温度接近的温度，总传热系数接近的表面传热系数。3.饱和蒸汽冷凝时，At越大，att；液体核状沸腾时，A礴大，利o

.相等。2.水蒸汽：空气侧。3.小：大x04a051671.间壁传热时，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.在相同温度下，实际物体的吸收率与黑体的吸收率4的关系是.AA>A> B4=4 CA<A0 D不一定.翅片管换热器的翅片应安装在.Aa小的一侧 Ba大的一侧 C管内 D管外l.A：2.C.3.Ax04a05168在反应器的单根冷却蛇管内通冷却水，其进、出口温度分别为G、4,蛇管外有热流体稳定流过,借搅拌器作用，使热流保持均匀温度7(7为热流体出口温度)，如冷却蛇管长度增加一倍，其它条件不变，问出口水温友应 .A增大 B减小 C不变 D不一定Ax04a05169套管冷凝器的内管走空气，管间走饱和水蒸汽，如果蒸汽压力一定，空气进口温度一定，当空气流量增加时B减小 C基B减小 C基本不变B减小 C基本不变B略有减小 C基本不变(2)空气出口温度A⑶壁温 AABBxO4aO517O有一套管换热器，长10m,管间用饱和蒸汽作加热剂，一定流量下且作湍流流动的空气由内管流过，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，则套管换热器的长度应为原来的A2倍 B1.74倍 C1.15倍 D1.14倍CxO4aO51711.两灰体间进行辐射换热，两者间温度差为100匕，如两灰体的温度各升高100C,则此时的辐射传热量与原来的传热量对比，将。A增大 B减小 C不变 D不一定一定流量的液体在一丝5mmX2.5nlm的宜管内作湍流流动，其表面传热系数e=lOOOW/m'K。如流量与物性都不变，改用一。19nlmX2mm的直管，则其a值将变为 W/m』K。A1259 B1496 C1585 D1678ADt04a05172列管换热器中，管子在管板上的排列方式主要有和。前者的特点是后者的特点是«等边三角形和正方形等边三角形特点：排列紧凑，管外湍动程度大，a大 正方形特点：管外清洗方便tO4aO5173与固体和液体对比，气体辐射的主要特点是和发射与吸收辐射能时对波长有选择性 发射与吸收辐射能是在整个气体容积中进行tO4aO5174描述温度场的数学表达式可写成。在稳定传热时，上式可简化成■因为«y,z, y,z)t不随时间变化t04a05175温度梯度的定义是»其方向为,以为正。两等温面的温度差At与其间的垂宜距离A〃之比在A涌于零时的极限垂直于等温面，以温度增加的方向为正t04a05176引起自然对流传热的原因是,因此影响自然对流的物性有.o系统内部存在温度差，使各部分流体密度不同而引起上升，下降的流动p,〃，4,Zpt04ao5177冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90t,出口温度为5(TC,冷水进口温度为159,出口温度为53匕，冷热水的流量相同，则热损失占传热量的_%(冷热水物性数据视为相同)5%

t04a05178一包有石棉泥保温层的蒸汽管道，当石棉泥受潮后，其保温效果应,主要原因是_降低；因水的导热系数大于保温材料的导热系数，受潮后,使保温层材料导热系数增大，保温效果降低。t04a05179外包绝热材料的蒸汽管道，当蒸汽压力增大时，绝热层外表面与空气之间联合表面传热系数的变化是,而绝热材料热导率变化是,主要原因是。增大；增大；壁温升高：t04b05180冷、热气体在间壁换热器中换热，热气体进口温度7；=400匕，出口温度方为200℃,冷气体进口温度。=5(TC,两股气体的质量流量相同，物性数据可视为相同，若不计热损失时，冷气体出口温度为一 r；若热损失为5%时，冷气体出口温度为,c.25or, 240rtO4bO5181计算冷凝表面传热系数时，关联式中的At项表示,蒸汽冷凝潜热按―温度取，其余物性数据按 温度取。冷凝液膜两侧的温度差 蒸汽饱和温度 液膜平均x04b05182有一。18mmX2mm的无缝钢管，管内通冷冻盐水，为减少冷量损失，在管外包一热导率2=0.18W/m-K的石棉，保温层外壁与空气表面传热系数a=10W/m-K,原包石棉厚为5mm,现改为8nun,则冷量损失是。A增大 B减少 C不变 D不一定Aria=2/a=0.18/10=0.018mm 原厚为5mm时，r=14mm现厚为8mm时，r=17mm两种情况r<2，随r上升，热损失增加.x04b05183有一列管换热器，由38根如5nlmX2.5mm无缝钢管组成。某有机蒸汽在管外冷凝，管内通冷却水，水流速0.5m/s,相应的抬10'及表面传热系数为当水流量减为一半时，表面传热系数改变为aJ,则AaJ=(l/2严aBaJ>(l/2)°'aCaJ<(l/2严aD不一定C当流量减少一倍，流态变为过渡流，a=fa(1/2)V/cl:.a<(1/2)axO4bO5184某列管换热器，管间为饱和水蒸汽冷凝，若饱和蒸汽温度与壁温之差增加一倍时，传热速率将增加为原来的.A2+'倍 B2s"倍 C2"倍 D2”，倍Bq!q=(aAt)/(aAf)=(Ar/Ar)x(A//A/)=2x04b05226某套管换热器，管间用2X10'Pa(绝)的饱和水蒸汽将管内作湍流流动的一定流量的空气由20C加热至80・C,若将管间加热蒸汽压力提高到2.5X10Ta(绝)而其它条件不变，则加热空气流量将为原来的x04b05227某套管换热器，管间用饱和水蒸汽加热管内空气(空气在管内作湍流流动)使空气温度由2(TC升至80-C,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A1.71倍A1.71倍 B1.113倍 C1.25倍饱和水蒸汽性质为压力/Pa 2X1052.5X105温度/℃ 120.2127.2汽化热/(kj/kg) 2204.62185.4Ap=2xlOPaT=120.2CAf=65.7*0P=2.5x10Pa-*T=127.2℃At=73.14*C*.,(mc(t—t))/(mc(t-t))=kAt /(kAt)=a△t/(aAt)=(m/m) x(At)4At)/•(m/m) =At即m/m=1.71/At=73.14/65.7=1.113D0.99倍A1.149倍 B1.74倍 C2倍 D不变Amc(t—t)/(mc(t—t)=KAt/(KA,)=(m/m)x(A/IAt)2剑阐胞浮粒-＞前急口酊恚？:.Z/A,=2 =1.149(倍)t04a052281.用无因次准数方程形式表示下列各种传热情况下诸有关参数的关系A无相变对流传热;B无相变时自然对流传热：C无相变时强制对流传热;2.提高操作压强，池内沸腾传热系数变.因为 O1.(1)也=逐相，4,6r)(2)Nu=j(Gr,Pr)(3)Nu=fiKe,Pf)2.大，提高了操作压强即提高了液体的饱和温度，使液体的表面张力和粘度下降.在相同的At下，汽泡的最小半径和脱离直径减小，汽化核心数增多，汽泡脱离壁面的频率增大，沸腾传热增强。t04a05229举出五种间壁式换热器；；；s；。提高间壁式换热器传热系数的主要方法是 .板式换热器的优点是 ，缺点是。夹套式，蛇管式，套管式，列管式，板式，螺旋板式，板翅式等任选五种。提高传热系数的主要途径是提高流体流速，增强人工扰动；防止结垢，及时清除污垢。板式换热器的优点是：1.结构紧凑，单位体积设备所能提供的传热面积大：2.维修清洗方便.缺点是处理量不大，耐温、耐压性差。tO4bO523O1.估计列管式换热器中金属管壁的温度酊壳程为0.IMPa的饱和水蒸汽冷凝。A管程是平均温度为401c的空气，a约为：B管程是平均温度为4(TC的水，水的表面传热系数为2000W/m'K,基于内面积的总传热系数4=1600W/m2.K,t.约为02.在设计时，欲增大一卧式冷凝器的传热面积，从有利于传热角度看，宜采取的措施为一＞因为.1.(1)100-C (2)88-C2.增加管长。如果采用增加管数的办法，则沿垂直方向管数也增加，冷凝液从上面各排流到卜面各排，液膜逐渐增厚，a降低。tO4bO52311.采用套管式换热器，以水冷却气体，水走内管，气体走环隙，为强化传热，应在内管的一侧装翅片，因为。2.沸腾传热，为了获得较高的传热速率，壁温与溶液沸点之差应取。.外，气体的对流传热系数远小于水的对流传热系数，即气侧热阻远大于水侧热阻，要强化传热需减小大的热阻，翅片装在内管外侧，即使气侧热面增大，同时由于气体流经翅片时，也加强了扰动，a也有所提高。2.接近临界温度差，而不超过临界温度差。t04b052321.管内湍流传热，流体内温度梯度最大的部分是在,原因是 .2.管内对流传热，短管的表面传热系数比长管.因为。1.滞流底层 滞流底层的传热机理是导热，流体的导热系数一般比较低，滞流边界层的传热靠流体微团的混合运动，因而滞流底旧的热阻远大于滞流边界层的热阻.2.大， 短管时，流体进入管内，边界层来不及发展，平均的边界层厚度较高.t04b05233列管式换热器中，壳程设有折流挡板，当两流体均无相变时，挡板能起强化传热的作用，其原因是 (1)流速增大，使壳程a增大；(2)流体大部分横穿流过管束，流道短，边界层来不及发展，因而边界层薄，比顺着管子纵向流动a高：(3)流体在折流挡板间穿行时,流向及流速都在不断变化，增强了人工扰动，强化了传热。tO4bO5234通过一换热器，用饱和水蒸汽加热水，可使水的温度由20.C升高至8(TC,现发现水的出口温度降低了，经检查水的初温与流量均无变化，引起问题可能的原因是传热速率下降引起。根据缶的能分析，可能有几种情况：1.蒸汽压力下降，减小⑵蒸汽侧有不凝气，使冷凝传热系数a大幅度地下降，A减小；3.水侧污垢积累，污垢热阻增大，A减小；4.冷凝水排除器不通畅，有积水现象，使碱小。t04b05235如图所示，为尽量减少A、B两个温度不同的固体表面间的辐射传热，可以采取的措施是在两固体壁面间，平行放,多块黑度较小的遮热板.t04b052361.用冷却水将一定量的热流体由lOO,C冷却到40℃,冷却水初温为15C,在设计列管式换热器时，采用两种方案比较，方案I是令冷却水终温为3(TC,方案H是令冷却水终温为35°C,则用水量的他所需传热面积44。.如图所示，蒸汽在管束外冷凝，(A)、(B)两种排列方式的其它条件均一样，比较它们的冷凝表面传热系数的大小，a.a,,因为 _«.大于，小于 2.大于， 因为冷凝液从上面各排流到下面各排，液膜逐排增厚，沿垂直方向管数愈多，液膜愈厚。t04b052391.(1)单一饱和蒸汽冷凝时，热阻由决定；(2)含不凝性气体的蒸汽冷凝时，热阻由决定；.气体在管内强制对流传热时的表面传热系数约为W/m<K;饱和水蒸汽冷凝时的表面传热系数约为W/m:.K;所以用饱和水蒸汽加热气体时的传热系数约为W/mz.Ko.⑴液膜⑵气膜2.几十；1万；几十。t04b052421.一工业炉铸铁炉门表面温度高达750匕，为减少炉门辐射而散失的热量，可在炉门前设置一层,并选用较低的材料制作..在列管换热器中，蒸汽一般通入程，压力高的物料则走程。3.A、B两种流体在管壳式换热器中进行换热，A为腐蚀性介质，而B无腐蚀性。流体应走管程。L热屏；黑度。2.壳： 管。3.A.jO4b10063在一内径为0.25cm的管的轴心位置上，穿一直径为0.005cm的细导线，用以测定气体的热导率.当导线通以0.5安培的电流时，产生的电压降为0.12V/cm。测得导线温度为167C,空心管内壁温度为15(TC。试求:A)充入管内之气体的热导率；B)若导线的黑度为0.8,估计不计入辐射传热所引起的误差。(a)Q/A=rV=/btohiAt/brV=0.5x0.12=0.06W/cmdn=(0.25-0.005)/In(0.25/0.005)=0.0626cmA=(zV)b/(nofnAt)=0.06(0.25-0.005)/2/(nx0.0626x(167-150))=0.0022[W/cm.K]=0.22[W/m.K](b)Q/Z=C0fl(jt<y)[(Tl/100)-(T2/100)]=5.669x0.8(n.0.005x10)x{[(167+273)/100]-[(150+273)/100])=0.0389W/m=3.89x10W/cm误差=(3.89x10 /0.06)xl00%=0.65%j04a10064有一壁厚为10mm的钢制平壁容器，内盛80C的恒温热水。水对内壁面的表面传热系数为240W/mJK»现在容器外表面复盖一层热导率为0.16W/m-K、厚度为50nlm的保温材料。保温层为10"C的空气所包围，外壁对空气的联合传热系数为lOW/mtK。试求；A)每小时从每小面积所损失的热量kj/h.m>B)容器内表面的温度电钢材的热导率为45W/m・K。l.q=KAtmAtm=80-10=70*CK=l/(l/a0+l/ai+bl/Al+b2/^2)=1/(1/10+1/240+0.01/45+0.05/0.16)=2.399W/mCq=2.399x70=167.9W/m每小时散热量qA=3600x168/1000=604.4KJ/m.hq=ai(80-Tw) 80Tw=167.9/240=0.7 .,.Tw=79.3X:jO4b10065某套管换热器，管长为/,冷热流体作定态并流换热。换热器外包以隔热层；热损为零。已知温差&=2A,若两流体流过/'长度时的传热量为总传热量之半，问/'//=?设两流体的比热容及传热系数K均不随长度而变.已知：A〜Q皇直线关系，在一半传热量处，由几何关系知：A'=1/2(A1+A2)=1/2(2A2+A2)=1.5A2 又2K"'x(Al-A')/m(Al/A')=K-7(Al-A2)/ln(Al/A2)即2K-/(2-1.5)A2/ln(2/1.5)=K-7(2-1)A2/ln2.,./'//=0.415j04bl0066在水平管外冷凝表面传热系数的关联式为a=0.725[(*才r)/(〃4At)]"'。试从物理意义上对上述结论加以分析。凡是影响冷凝液膜的流动情况和膜厚的因素都会影响a的大小。在热负荷一定的条件下，r大，冷凝的液体量少，使液膜变薄，at;由于所以"大，在6一定时,at;〃加大，使液膜流动困难，加大膜厚，al;At大，加大液体量，6t,alj04al0067Q=(A/6)AAt=(2/6)A(tl-t3)Q'=(2/8l)AAtl=(A/6l)A(t2-t3)Q=Q'/.(A/6)A(tl-t3)=(/l/6l)A(t2-t3)tl=(6/81)(t2-t3)+t3=(240/100)(100-45)+45=2.4x55+45=177X;j04a10067如图2所示，有一稳定导热的平壁炉墙，墙厚240mm,热导率4=0.2W/m・K,若炉墙外壁温度&=45-C,为测得炉墙内壁温度。，在墙深100mm处插入温度计，测得该处温度G=1009,试求炉墙内壁温度小j04a10068外径为100mm的蒸汽管外包一层厚80mln、热导率为/W/m-K的绝缘材料，管外壁温度为3每米管长的热损失为0W/m,试求绝热层外壁温度M设管外壁与绝热层接触良好)。Q=2jt2(tl-t2)/ln(r2/rl)At2=tl-Qln(r2/rl)/(2jrA)=tl-Q/A[ln(0.13/0.05)/(2x3.14)=tl-0.152Q/2

j04a10069水在-圆形直管内呈强制湍流时，若流量及物性均不变。现将管内径减半，则管内表面传热系数为原来的多少倍？a/of(.u d)/("d)=(4") (2d) /(ud)=(4) x(2) =3.483,根据:AkO.023必 Ptu=4ud=\/2d答：管内对流传热系数为原来的3.482倍。w04b10070换热器间壁两侧的表面传热系数分别为a及a,若在金属壁面及垢层热阻不计的情况下，试分析壁温接近哪一侧流体温度？应接近a一侧流体的温度。；Tw=T-q/altw=t+q/a2又Val«a2,致使Tw与T相差较大，而Tw接近于T，且忽略金属壁面及垢层的热阻时,Twktw,即壁温接近于海爻大一侧流体的温度。j04b10071①方型窑炉的炉壁由两层豉砌成，内层为240mm耐火病Cl=0.9W/mK),外层为240mm红破Gl=0.6W/mK),炉膛内壁面温度为700℃,外壁面温度为60C,试求单位面积(m2)的散热速率及两层交界面的温度。②上题中若炉气向壁面的表面传热系数仍为30北/n?K,壁面向外界空气的对流辐射联合传热系数磁为20W/m£K,求炉膛内炉气温度和外界空气温度。⑴Q/A=(tl-t2)/(bl+b2〃2)=(700-60)/(0.24/0.9+0.24/0.6)=960W/m-2t2=tl-(Q/A)(bl/Zl)=700-960(0.24/0.9)=4441⑵炉气向壁面的对流传热量： Q=aA(T-Tw)炉气温度T=Tw+Q/(aA)=700+960/30=732C壁面向外界空气的对流传热量： Q=aA(tw-t):.外界空气温度t=tw-Q/(aA)=60-960/20=121?jO4b10072已知一外径为75mm,内径为55nlm的金属管，输送某一热的物流，此时金属管内表面温度为120-C,外表面温度为115°C,每米管长的散热速率为4545W/m,求该管材的热导率。为减少该管的热损失，外加•层石棉层(热导率为0.15W/m-K)此时石棉层外表面温度为10C,而每米管长的散热速率减少为原来的3.87%,求石棉层厚度及钢管和石棉层接触面处的温度。解：⑴Q/Z=2rt(120-115)/[l/X(ln(75/55))]=4545(1/a)1n(75/55)=2x3.14(120-115)/4545=0.00691 2=44.9W/mK⑵设外加石棉层厚度为8则：Q'/Z=2x3.14(120-10)/{(l/44.9)[In(75/55)]+(1/0.15)In(75+26)/75)=4545x0.0387=175.9W/m690.8=175.9{0.0069l+(l/O.15)ln[(75+26)/75]}解得：8=30mm(石棉层厚度)⑶设钢管和石棉层接触面间的温度为则：2x3.14(120-t2*)/[(1/45)1n(75/55)]=175.9解得：t/=119.8Tj04a10073100'C的水蒸汽在管壳式换热器的管外冷凝，冷凝潜热为2258.4kJ/kg,总传热系数2039*/»12-1(,传热面积为12.75|112,15,(：的冷却水以2.25*1018/11的流量在管内流过，设总传热温差可以用算术平均值计算，求水蒸汽冷凝量kg/h?Q=6c-Cpc(t2-tl)=KAAtra,Atm=[(100-15)+(100-t2)]/2=(185-t2)/2Q=2.25x10*5x4.18xl0*3x(t2-15)/3600=2039xl2.75x(185-t2)/2t2=23.ir0=2039x12.75x(185-23)/2=2105kWP=2105x3600/2258.4=3356kRhjO4blOO74有一段管径为例08mll1X4mm的蒸汽管道，裸露于气温为20C的环境中，管内通以100C的饱和水蒸汽。测得每米管长的冷凝水量为0.70kg/h,钢的热导率为45W/m-K,蒸汽冷凝潜热为2258kJ/kg,取蒸汽冷凝表面传热系数为10'W/m+K。试计算：A)管外壁温度/B)辐射散热量占总热量损失的百分率，已知管外壁面黑度为0.8。以1m长度为基准Q=Gr=(0.70/3600)x2258x10=439.1W/mQ=KA(ts-tw) l/KA=(l/aA)+(b/>lA)=[l/(10xnx0.l)]+[4/(45xl04n)]=5.9x10tw=ts-Q/(KA)=100-439.1x5.9x10 =99.71QR=C0a\w[(Tw/100)-(TO/100)]=5.669x0.8«x0.108([(99.7+273.15)/100] [293.15/100]}=184W/m(QR/Q)x100%=(184/439.1)x100%=41.9%jO4b15075某平壁炉炉壁由耐火豉、保温成和建筑矿三种材料组成，相邻材料之间接触密切，各层材料的厚度和热导率依次为A=250mm,2,=1.4W/m-K,&=130mni,^=0.15W/m-K,A=200mm,2,=0.8W/m-K.已测得耐火

砖与保温砖接触面上的温度&=820匕，保温砖与建筑砖接触面上的温度&=260匕，试求：A)以各种材料层的单位面积计的热阻；B)通过炉壁的热通量g；C)炉壁导热总温差At及其在各材料层的分配AA,Ah,A3(1)耐火砖以单位面积计的热阻为：Rl=bl/21=0.25/1.4=0.179mK/W保温砖以单位面积计的热阻为：R2=b2/A2=0.13/0.15=0.867mK/W建筑砖以单位面积计的热阻为：R3=b3/23=0.2/0.8=0.25mK/W(2)在定态条件下通过各材料的热通量相等，故炉壁的热通量为：q=(tl-t2)/R2=(820-260)/0.867=645.9W/m(3)炉壁导热总温差为：EAt=qER=645.9(0.179+0.867+0.25)=837.IX;Atl=qRl=645.9x0.179=115.6c At2=qR2=645.9x0.867=560X;At3=qR3=645.9x0.25=161.5"C At1:At2:At3=Rl:R2:R3=0.179:0.867:0.25=1:4.8:1.4jO4b15078炉壁由绝热砖【和普通破II两层平壁组成■已知，(绝热)=0.2W/m，K,厚6(绝热)=200mm"(普通)=0.7W/mK,普通病外侧壁温G=5(TC,两li专交界面温度&=20(TC,外界空气温度后10C,炉外壁对大气的联合散热系数为10W/m,K。A)求单位面积炉壁热损失0/4;B)假如G,r及联合散热系数不变，两层砖位置互换，热损失(0/4)'如何变化?两成交界面温度&及保温层外侧温度△如何变化？由计算结果得出什么结论？Q/A=10x(50-10)=400W/mQ'/A=Q/A=400W/m(\•平壁)即(t2-t1)/(bl//ll)=(t2-t3)/(b2//l2)=400W/m b2=0.7x(200-50)/400=0.263mQ'/A=(tl-t2')/(62〃)=(t3'-t)/(l/aT)At2,=tl-(Q,62)/(AM=600-400*0.263/0.7=449.7"C t3'=t+Q'/(AaT)=10+400/10=501;计算结果说明：多层平壁导热只要最内层温度与环境条件没有变化，各层互换位置后热损失及最外侧壁温均没有变化，而层间交界面温度有所改变。jO4b15079某厂一单管程单壳程列管换热器，列管规格为。25nlmX2.5mm,管长6m,管数501根，管程走热气体，流量为5000kg/h,平均比热容3.04kJ/(kg-K),进口温度500"C;壳程走冷气体，流量为4000kg/h,平均比热容3.14kJ/(kg-K),进口温度30C。.逆流操作时，测得热气体的出口温度为2OO,C,求总传热系数人为多少期/nr'K);.如采用并流操作，热气体的出口温度有无可能降为20(TC?为什么？[解]Qq,i(TrK)=a2-(trti)4=5000x3.04x(500-200)/(4000x3.14)+30=393X?05000/3600x3.04xl0:!(500-200)=l.26x1OH1J=/m«/7=5Olx7txO.025x6=236mAr.=[(500-393)+(200-30)]/2=139X?e0(公fJ=1.26x107(236x139)=38.4W/(m-K)2.因为并流操作时，应有力＞&,由前热衡算知，当冕=200匕时，友=393匕(〉©所以并流操作时，方不可能达到200T。j04b15080在一套管换热器中用水逆流冷却某种溶液,溶液量为1.4kg/s,比热容为2kJ/(kg・K),走内管(规格为您5mmX2.5mm),从150,C冷却至UlOOC。冷却水走套管环隙,从25。升温至6(TC,水的比热容为4.18kJ/(kg-K).1.已知溶液一侧的表面传热系数为U60W/(m；K),冷却水一侧的表面传热系数为930W/(m2-K),忽略管壁和污垢的热阻及热损失,求以传热外表面积为基准的总传热系数饵冷却水的用量(kg/h)。2.计算内管的外表面积和管长。解]1.溶液放热 4x2xl0'x(150-100)=1.4xlOsWl/《=d/(ad)+l/a=0.025/(1160x0.02)+1/930=2.15x103£,=464W/(m2,C)冷却水用量备="[c0(&-6)]=1.4x107[4180(60-25)]=0.957kRs=3445k«/h2.At.=[(150-60)-(100-25)]/ln[(150-60)/(100-25)]=82.3rQ=l.4x107(464x82.3)=3.67m27=4/(Jt4)=3.67/(nx0.025)=46.7mjO4blOO81在套管换热器内，用饱和水蒸汽将在内管中作湍流流动的空气加热，设此时的总传热系数近似等于管壁向空气的表面传热系数。今要求空气量增加一倍，而加热蒸汽的温度及空气的进、出口温度仍然不变，问该换热器的长度应增加百分之几？aaxua\/otL-u\/(2u) =(1/2) ①VQ=KAAtm且K=aaQ'=2QQla/Q2a=msLCpl(t2-tl)/[C成-ms2'(t2-tD]=msl/ms2'=l/2=KAAtm/K，A'Atm②由②求L/C=K'/2K=a2/2al=l/2x2 =0.87倍/'/(/•'-/)x100%=[(L/0.87)-A]/Zx100%=15% 即增力口15%

jO4blOO82热空气在的26mmX9mm的铜管内流过，在铜管的中心上安装一热电偶，以测量空气的温度，热电偶的温度读数。为220,C,铜管内壁面温度A为110匕。求热电偶读数的相对误差。已知热电偶接头的黑度&为0.8,空气向热电偶接头的表面传热系数a为52W/m'K,可按很大的物体2包围物体1处理，取总辐射系数，尸&兄黑体的辐射系数C=5.67W/MK').热辐射：Qa=SaT(ta-t1)=52S(ta-220)QR=SC<t>[(Tl/100)-(T2/100))]=0.8x5.67x1(4.93-3.83)S=1705S由Qa=QR解得ta=253X; 误差=(253-200)/253xl00%=13%jO4b15083①车间内有一高和宽各为lm的炉门，其黑度为0.78,炉门的辐射散热量为20kW。若车间内温度为25,C,则炉门的温度为多少？(黑体的辐射系数G=5.67W/c/K)②有一套管换热器，长10m,管间用饱和蒸汽加热，空气在一定流量下由内管流过，温度可升至某指定温度。现将空气流量增加一倍(即a'=2a),并近似认为加热面的壁温不变,要使空气出口温度仍达到原指定温度，则套管加热器的长度应为原来的几倍？Q=£1-CO-S1[(T1/1OO)-(T2/100)](Tl/100)=20000/(0.78x5.67)+[(25+273)/100]=4601Tl=8.236x100=823.6K=550.6C,-dis=2 =1.74,Q'/Q=ms'(t2-tl)/Dns(t2-tl)]=K'/'/K/.../'//=(ms'/ms)/(K'/K)=2/2 =2 =1.15jO4b15084试推导冷热流体在间壁式换热器中作定态并流流动时对数平均温差的表示式.假设总传热系数及两流体的比热容均为恒定值，且热损失可以忽略不计。如图所示： ㈤与oT成直线关系，㈤与必t也成直线关系，直线斜率为-(Atl-At2)/Q=oAt/oQ,将oQ=KAtd代入上式-(At1-At2)/Q=(i\t/(KAtM S[(At2-At1)/Q]K(A=/(1/At)必tA[(At2-At1)/Q]KA=ln(At2/At1)又有Q=KAAtmAAtm=(At2-Atl)/ln(At2/At1)j04al0085某平壁炉的炉壁由耐火砖,绝热矿和普通传组成,它们的热导率分别为1.163,0.233和0.582W/mK,为使炉内壁温度保持100CTC,每平方米炉壁的热损失控制在930W以下，若普通砖厚度取为10cm,炉外壁温度为83'C,求：耐火砖和绝热砖厚度各为多少？绝热砖和普通砖交界面温度为为多少?(假设绝热砖与耐火成交界面温度为800℃)解：设耐火砖厚度也，绝热砖厚度也跨过耐火前的热通量为：(p(t-t2)/(/),/2,).'.A,=l,(t,-t2)/9=1.163(1000-800)/930=0.25m跨过三层砖的热通量为/[("〃)+&〃)+(4/九)]&=[(tv-&)/ff-fo/A-&//L]/L=[(1000-83)/930-0.25/1.163-0.1/0.582]x0.233=0.14m跨过普通砖的热通量：g=*「幻/&/4,fa=«'&/A)+6=930x0.1/0.582+83=243'CjO4d10086长度均为1的三根不同材质粗细均匀的棒，并列传热，各棒两端温度均为G,G(G>4),各棒的截面积分别为4,4,4,热导率为％,为，九，求：A)三棒组成的传热系统的总热阻；B)单位时间从右面传至。面的热量；C)44较44及，大得很多时，单位时间的传热量为多少？(1)总热阻R,因是并联，可得下式： R=7/(A121+A2A2+A3A3)(2)总传热量Q Q=(t2-tl)/R=[(t2-tl)/7](AlA1+A222+A323)(3)如果MA2»21Al,A2A2»23A3,此时21Al及无3A3可忽略不计，则Q=[(t2-t1)/21/12A2j04bl5087一单壳程单管程列管换热器，由多根烟5nlmX2.5mm的钢管组成管束，管程走某有机溶液，流速为0.5m/s,流量为15T/h,比热容为1.76kJ/kgK,密度为858kg/m：温度由2(TC加热至5(TC。壳程为13(TC的饱和水蒸汽冷凝。管程、壳程的表面传热系数分别为700W/m2K和10000W/m°K。钢热导率为45W/mK。垢层热阻忽略不计。求：A)总传热系数K;B)管子根数〃及管长/;C)在冷流体温度不变的情况下，若要提高此设备的传热速率,你认为要采取什么措施？[解]侬尸15x10、1.76x10”(50-20)/3600=2.20x10WA/m=[(130-20)+(130-50)]/2=95'C以外表面为基准的传热系数：A：,=l/[1/10000+(0.0025x0.025)/(45x0.0225)+0.025/(700x0.02)]=513W/(Km2)片W/p-15x107(3600x858)=0.0049m7sS=V/u=0.0049/0.5=9.8x10,S=nd〃/4/7=457(n«/)=4x0.0098/(3.14x0.02?)=31根4=0(A：,AZj=220000/(513x95)=4.5n2A,=md,-1^A/(zmd)=4.5/(31x3.14x0.025)=1.85m取2m因为管程流速小，a也小，故应强化管程，可改为双管程。

jO4b15088在传热面积为20m2的某换热器中，用温度为20匕，流量为13200kg/h的冷却水冷却进口温度为1KKC的醋酸，两流体逆流流动。换热器刚投入使用时，冷却水出口温度为45C,醋酸出口温度为4(TC,运转一段时间后，冷热流体流量不变，进口温度不变，而冷却水的出口温度降至38,C,试求传热系数K下降的百分率。(水的比热容Cp=4.2kJ/kgt,热损失可忽略)。为强化传热试提出改进操作的合理方案。[解10=(4mCp)(，2-，i)=13200x4.2(45-20)/3600=385kWAfm=(65-2O)/ln(65/2O)=38.2,CK=。/(仙1n)=385/(38.2x20)=0.5039kW/m2'C过一段时间之后：。'=13200x4.2x18/3600=277.2KW9miCp产文7]-7i)=385/(110-40)=5.5&'=qmlCpi=l10-277.2/5.5=59.6'CArm'=[(l10-38)-(59.6-20)]/ln[(l10-38)/(59.6-20)]=54.2'CK=07(X^)=277.2/(20x54.2)=0.2557kW/m2K二(K-K)/Kx100%=(0.5039-0.2557)/0.5039x100%=49.3%改进方案：加大两流体流量j04b20089用-传热面积为3m2由025mmX2.5mm的管子组成的单程列管式换热器，用初温为10,C的水将机油由200℃冷却至100'C,水走管程，油走壳程。已知水和机油的质量流量分别为1000kg/h和1200kg/h.其比热容分别为4.18kJ/(kgK)和2OkJ/(kgK);水侧和油侧的表面传热系数分别为2OOOW/(m2K)和250W/(n/K),两流体呈逆流流动，忽略管壁和污垢热阻。A)计算说明该换热器是否适用？B)夏天当水的初温达到30匕，而油的流量及冷却程度不变时，该换热器是否适用？如何解决？(假设传热系数不变)4=q^Cpkir-7^)=1200x2x(200-100)=240000kj/hG=q^Cjxktz-t,)Q=Q,6=fi+fl/(<1,- =10+240000/(1000x4.18)=67.41cAr.=(123.6-90)/1n(123.6/90)=105.9°Cl/A；=l/a,+d/(a-<X)=1/250+25/(2000x20)=4.625x10WK/W《=216.2W/(m2K)5,=tt/(.KAt.)=240000x107(216.2x3600x105.9)=2.91m2<3m2故适用G=30T时^=30+240000/(1000x4.18)=87.4"CAt.=(112.6-70)/ln(112.6/70)=89.61cS,=240000x107(3600x89.6x216.2)=3.44m2>3m2不适用解决办法是调大水量，使At",并使a4,K\jO4c2OO9O温度为20"C比热容为2.IkJ/kgC的溶剂以5000kg/h的流率流过套管换热器内管，被加热至649,环隙内为170C饱和水蒸汽冷凝。换热器内管直径。108mmXlOnun,总长12叫材料为钢，计算总传热系数。如果将内管改为如52mlnX10nlm的钢管,其他条件不变,求所需管长。假设两种情况下蒸汽冷凝表而传热系数均为1000W/m'K液体在管内均为湍流，不考虑污垢热阻及热损失。钢的热导率/l=45W'/m-K。Atm=(l70-20)-(170-64)/In[(170-20)/(170-64)]=126.7C0=5000/3600x2.1x10(64-20)=128x10WQ=kAAtm=Knd/Atm,K=128x10/(nxO.108x12x126.7)=248W/m,C1/K=l/a+6<7/dfiA+d/(ad) 其中为=1/2(108+88)=98mm1/248=1/10000+0.01x108/(98x45)+108/88a 解得：a=333W/m匕溶液在管内的流动为湍流，故a=f[1/rf(dup/fj)]=fl[\/d[v/n/4(rf)] }=f2(l/rf )a'/a=(dId') =(88/132) ：.a'=(88/132) x333=161W/mrK'=[l/a+6'"'/(加2)+"'/(a'd')]其中：dn'=(152+132)/2=142mmK,=l/[l/l000+0.01xl52/(142x45)+152/(132xl61]=133.5W/m."CVQ'=K'兀d'/'Atm'其中Q'=0=128x10WAtm'=Atm=126.7*C.•"'=Q'/(K'nd1Atm)=128xl0/(133.5xjtxO.152x126.7)=15.8mjO4b10091厚壁园筒内半径和外半径分别为r,与c,若维持内表面和外表面温度八及%不变，园筒材料的热导率与温度有关且可表示为在友+从。求:A)单位时间流过单位长度园筒壁的热量。〃；B)如采用某一平均热导率乂均)，代入热导率不变条件下推导所得的导热公式计算0〃,则与此2(均)对应的温度是多少？A:2=Ao(l+bt)Q=-2nr/(次/2o(l+bt)/(Q/r)力=/-2n//lo(l+bt)(ft Qln(r2/rl)=2k12o(tl-t2)+2n72ob[(l/2)(tl-t2)]Q=2n1Ao[(tl-t2)+(b/2)(tl*2-t2*2)]/In(r2/rl)=2n14o(tl-t2)[l+(b/2)(tl+t2)]/ln(r2/rl)B:直接应用筒壁公式计算导热速率，即：Q=2n4m(t-t)/ln(r/r)Zm对应于t 及t 的算术平均温度.jO4b2OO92有一列管式换热器，装有加5mmX2.5mm钢管300根，管长为2m。要求将质量流量为8000kg/h的常压空气于管程由2(TC加热到85°C,选用108C饱和蒸汽于壳程冷凝加热之.若水蒸汽的冷凝表面传热系数为1

X10'W/m;K,管壁及两侧污垢的热阻均忽略不计，而且不计热损失。已知空气在平均温度下的物性常数为<?P=lkJ/kgK,Z=2.85X10^/mK,98X105Pas,Pl0.7。试求：A)空气在管内的表面传热系数；B)求换热器的总传热系数(以管子外表面为基准)；C)通过计算说明该换器能否满足需要？D)计算说明管壁温度接近于哪一侧的流体温度。Rt^dG/n=O.02x8000/(3600x0.785x0.02x300)/(l.98x10 )=2.3828x10>10/Y=0.7 J/d=2/0.025=80：.a=Q.023(A/cf)/fePr=0.023x(2.85x10 /0.02)x23828xO.7 =90.2W/mT!/Kl=l/al+ol/(a2-o2)=l/10+25/(90.2x20)=0.013958m"C/W.*.Kl=71.64W/m*CQx=m2C/fi(12-11)=(8000/3600)x10x(85-20)=1.44x10WAtB=[(l08-20)-(108-85)]/ln[(l08-20)/(108-85)]=48.4'CA1=A,nd{7=300x3.14x0.025x2=47.12mQc=KlAlAtm=71.64x47.12x48.4=1.63x10WQc>Qx 满足要求(4)求壁温Tw •.,壁的热阻忽略 /.Tw=twQc=alAl(108-Tw)=a2A2[Tw-(85+20)/2)]10x(ndlIn)(108-Tw)=90.2(no2In)(Tw-52.5)10xO.025x(108-Tw)=90.2x0.02(Tw-52.5) Tw=107.6'C即壁温接近外侧蒸汽温度(或a大的一侧流体的温度)j04c20093有一套管换热器，内管为西4mmX2mm,外管为伽16nlmX4mm的钢管，内管中苯被加热，苯进口温度为5（TC,出口温度为8（TC,流量为4000kg/h。环隙为133.3,C的饱和水蒸汽冷凝，其汽化热为2168.1kj/kg,冷凝表面传热系数为11630W/mLKo苯在50C〜80C之间的物性参数平均值为密度片880kg/mJ,比热容4=1.861/1^书，粘度厅0.39X10、Pas热导率2=0.134W/mK,管内壁垢阻为0.000265m'-K/W,管壁及管外侧垢阻不计。试求：A）加热蒸汽消耗量；B）所需的传热面积（以内管外表面计）。C）当苯的流量增加50%,要求苯的进出口温度不变，加热蒸汽的温度应为多少？Q=ZJy=WCp(12-11)=4000x1.86(80-50)=223200kj/h %223200/2168.1=103kg/hob/rfi=54/50<2,K=l/(l/ai+R+l/ao)y=4000/(3600x0.785x0.05x880)=0.643m/sRe=(Q.05x0.643x880)/(0.39x10 )=7.25x10>10/¥=1.86x10xO.39x10 /0.134=5.41ai=O.023(0.134/0.05)(7.25x10(5.41)ai=O.023(0.134/0.05)(7.25x10(5.41) =936.3W/mKK=l/(l/936.3+0.000265+1/11630)=704.7W/mA=Q/(KAtm)=223200/(704.7x68.3)=4.637mK=l/(l/936.3+0.000265+1/11630)=704.7W/mA=Q/(KAtm)=223200/(704.7x68.3)=4.637mQ'=1.50=223200x1.5=334800kWK'=1/(1/11630+0.000265+1/1295)=890.3W/mK Atm=(83.3+53.3)/2=68.3"CW'=1.51=1.5x4000=6000kg/hai'=(l.5) 0=936.3x1.383=1295W/mKKAtm'=Q'/(AK')=334800/(890.3x4.637)=81.IT;Atm'=[(T-50)+(T-80)]/2=81.IX:/.T=146.IT?jO4b10094有一蒸汽管道，其外径为426mm,长50m