《传热学》资料第五章传热过程与传热器

传热学》资料第五章传热过程与传热器、名词解释1．传热过程:热量从高温流体通过壁面传向低温流体的总过程.2．复合传热:对流传热与辐射传热同时存在的传热过程.3．污垢系数:单位面积的污垢热阻.4．肋化系数:肋侧表面面积与光壁侧表面积之比.5．顺流:两种流体平行流动且方向相同6．逆流:两种流体平行流动且方向相反7．效能:换热器实际传热的热流量与最大可能传热的热流量之比.8．传热单元数:传热温差为1K时的热流量与热容量小的流体温度变化1K所吸收或放出的热流量之比.它反映了换热器的初投资和运行费用,是一个换热器的综合经济技术指标.9．临界热绝缘直径:对应于最小总热阻(或最大传热量)的保温层外径.二、 填空题 与 的综合过程称为复合传热。(对流传热，辐射传热)某燃煤电站过热器中，烟气向管壁传热的辐射传热系数为20W/(m2.K),对流传热系TOC\o"1-5"\h\z数为40W/(m2.K),其复合传热系数为 。(60W/(m2.K))肋化系数是指 与 之比。(加肋后的总换热面积，未加肋时的换热面积)一传热过程的热流密度q=l.8kW/m2，冷、热流体间的温差为30°C，则传热系数为 ，单位面积的总传热热阻为 。(60W/(m2.K),0.017(m2.K)/W)一传热过程的温压为20C，热流量为lkW,则其热阻为 。(0.02K/W)已知一厚为30mm的平壁，热流体侧的传热系数为100W/(m2.K),冷流体侧的传热系数为250W/(m2.K),平壁材料的导热系数为0.2W/(m・K),则该平壁传热过程的传热系数为 。(6.1W/(m2.K))在一维稳态传热过程中，每个传热环节的热阻分别是0.01K/W、0.35K/W和0.0091K/W,在热阻为 的传热环节上采取强化传热措施效果最好。(0.35K/W)某一厚20mm的平壁传热过程的传热系数为45W/(m2.K),热流体侧的传热系数为70W/(m2K)，冷流体侧的传热系数为 200W/(m2.K)，则该平壁的导热系数TOC\o"1-5"\h\z为 。(6.81W/(m・K))圆管的临界热绝缘直径dc的计算式为 ，它表示当保温材料外径为dc时，该保温材料的散热量达到 。(dc=2入/h,最大值)传热系数是指 ，单位是 。(冷热流体温度差为1C时的传热热流密度(或表示传热过程强烈程度的物理量),W/

（m2．K））污垢热阻是扌旨 ，单位是 （污垢换热面的传热热阻与洁净换热面的传热热阻之差,m2.K/W）TOC\o"1-5"\h\z传热器是 。（冷、热流体进行热量交换以满足工艺要求的设备（装置））肋壁总效率是指 ，其数学表达式 。（肋侧表面总的实际换热量与肋侧壁温均为肋基温度的理想散热量之比）传热器的热计算方法有 和 。（平均温压法，传热单元数法）不论是顺流还是逆流型传热器，对数平均温差计算式都可以统一表示成 。(AtmAt (Atm max min)l/tin maxAtmin复杂流型传热器的平均温差可以通过逆流布置时的平均温差Atm逆米计算，表达式是 ，其中①为 。（At=^At ，温差修正系数）m m（逆流）传热过程是指 。（热量从高温流体通过壁面传向低温流体的总过程）传热器的效能是指 。（换热器实际传热的热流量与最大可能传热的热流量之比）间壁式传热器是指 。（冷、热两种流体被固体壁面隔开，各自在一侧流动，热量通过固体壁面由热流体传给冷流体的换热设备）在冷、热流体的进出口温度一定的情况下，为了传递相同的热量，比较各种流动型式，采用 布置的对数平均温差最大，所需传热面积 。（逆流，最小）三、 选择题加热炉外壁面与环境间的传热属于下述哪种传热方式？ （ ）（1）辐射传热 （2）导热 （3）对流传热 （4）复合传热热量传递的三种基本方式是什么？ （）（Z）热对流、导热、辐射 （2）复合传热、热辐射、导热（3）对流传热、导热、传热过程 （4）复合传热、热辐射、传热过程下述几种方法中，强化传热的方法是哪一种? （ ）（1）夹层抽真空 （2）增大当量直径⑶加肋片 （4）加遮热板当采用加肋方法强化传热时，肋片应加在_会最有效。 （）（1）传热系数较大一侧 （2）传热系数较小一侧（3）随便哪一侧 （4）两例同样都加公式©=hAAt的名称是什么？（）（1）傅里叶定律 （2）牛顿冷却公式（3）传热方程式 （4）热路欧姆定律6．在某一传热过程中，热流给定，若传热系数增加1倍，冷热流体间的温差将是原来的多少倍？()(1)1倍 (2)2倍(3)3倍 (4)0・5倍强化传热时，增强传热过程中哪一侧的传热系数最有效？ ()(1)热流体侧 (2)冷流体侧⑶传热热阻大的一侧 (4)传热热阻小的一侧若冷、热流体的温度给定，传热器热流体侧结垢后传热壁面的温度将如何改变？()(1)增加 (2)减小 (3)不变 (4)有时增加，有时减小有一板式传热器，热流体进口温度80°C、出口温度50°C，冷流体进口温度10°C、出口温度30°C，则顺流布置时和逆流布置时的对数平均温差分别为多少？()TOC\o"1-5"\h\z(1)45. 0C，45.0C (2)42. 5C， 40. 0C(3)44. 8C，39.9C (4)39・ 9°C, 44・ 8°C用£—NTU法进行换热器的校核计算比较方便是由于下述的哪个理由？()(1)流体出口温度可通过查图得到 (2)不需要计算传热系数(3)不需要计算对数平均温差 (4)不需要进行试算在相同的进出口温度下，换热器采用哪种流动型式有可能获得最大平均温差?( )(1)顺流 (2)交叉流 (3)逆流 (4)混合流对于换热器的顺流与逆流布置，下列哪种说是错误的？ ( )(1)逆流的平均温差大于等于顺流 (2)逆流的流动阻力大于等于顺流(3)冷流体出口温度逆流可大于顺流 (4)换热器最高壁温逆流大于等于顺流13.临界热绝缘直径是指：()(!)管道热损失最大时的热绝缘直径管道热损失最小时的热绝缘直径管道完全没有热损失时的热绝缘直径管道热阻最大时的热绝缘直径TOC\o"1-5"\h\z增厚圆管外的保温层，管道热损失将如何变化？( )(1)变大 (2)变小 (3)不变(4)可能变大，也可能变小试判断下述几种传热过程中哪一种的传热系数最大？ ()(1)从气体到气体传热 (2)从气体到水传热(3)从油到水传热 (4)从凝结水蒸气到水下列哪种传热器不是间壁式换热器？( )(1)板翅式换热器 (2)套管式换热器(3)回转式换热器 (4)螺族板式换热器高温换热器为了避免出现较高壁温，常优先考虑采用哪种流动型式？ ( )(1)逆流⑵顺流 (3)叉排(4)顺排换热器管内为被加热水；管外为烟气，水侧结垢后管壁温度将会如何改变？或烟侧积灰后，管壁温度又将如何改变？ ( )(1)增大，增大(2)减小，减小⑶增大，减小(4)减小，增大已知敷设在圆管外的保温材料的导热系数为0.08W/(m.K)，管外环境介质的传热系数为8W/(m2.K),其临界热绝缘直径为：(1)0・02m (2)200m (3)0.005m (4)50m已知一传热设备，新投入时传热系数为78W/(m2.K),使用一年后其传热系数为55W/(m2.K),则其污垢热阻：(1)0.018(m2.K)/W(2)O・005(m2・K/盯(3)0.0128(m2.K)/W (4)0.003(m2.K)/W下列哪个是传热单元数？(1)£ ⑵Cmin/Cmax (3)KACmin (4)"铁严minlnmaxAtmin下列哪个不是增强传热的有效措施？(1)波纹管(2)逆流(3)板翅式换热器(0在对流传热系数较大侧安装肋片试计算逆流时的对数平均温差，已知热流体由300°C冷却到150°C，而冷流体由50°C加热到100°C。(1)124°C (2)134C(3)144C (4)154C19.热流体和冷流体交替地流过同一流道的换热器称为 。(1)热管换热器(2)间壁式换热器⑶回热式换热器(4)混合式换热器四、简答题试举出3个隔热保温的措施，并用传热学理论阐明其原理？(提示:可以从导热、对流、辐射等角度举出许多隔热保温的例子.例如采用遮热板,可以显著削弱表面之间的辐射换热，从传热学原理上看，遮热板的使用成倍地增加了系统中辐射的表面热阻和空间热阻，使系统黑度减小，辐射换热量大大减少；又如采用夹层结构并抽真空，可以削弱对流换热和导热，从传热角度看，夹层结构可以使强迫对流或大空间自然对流成为有限空间自然对流，使对流换热系数大大减小，抽真空，则杜绝了空气的自然对流，同时也防止了通过空气的导热；再如表面包上高反射率材料或表面镀银，则可以减小辐射表面的吸收比和发射率(黑度)，增大辐射换热的表面热阻，使辐射换热削弱，等等。)解释为什么许多高效隔热材料都采用蜂窝状多孔性结构和多层隔热屏结构。(提示：从削弱导热、对流、辐射换热的途径方面来阐述。高效隔热材料都采用蜂窝状多孔性结构和多层隔热屏结构，从导热角度看，空气的导热系数远远小于固体材料，因此采用多孔结构可以显著减小保温材料的表观导热系数，阻碍了导热的进行；从对流换热角度看，多孔性材料和多层隔热屏阻隔了空气的大空间流动，使之成为尺度十分有限的微小空间。使空气的自然对流换热难以开展，有效地阻碍了对流换热的进行；从辐射换热角度分析，蜂窝状多孔材料或多层隔热屏相当于使用了多层遮热板，可以成倍地阻碍辐射换热的进行，若再在隔热屏表面镀上高反射率材料，则效果更为显著。)什么叫换热器的顺流布置和逆流布置?这两种布置方式有何特点？设计时如何选用？(提示：从顺、逆流布置的特点上加以论述。冷、热流体平行流动且方向相同称为顺流，换热器顺流布置具有平均温差较小、所需换热面积大、具有较低的壁温、冷流体出口温度低于热流体出口温度的特点。冷、热流体平行流动但方向相反称为逆流，换热器逆流布置具有平均温差大、所需换热面积小、具有较高壁温、冷流体出口温度可以高于热流体的出口温度的特点。设计中，一般较多选用逆流布置，使换热器更为经济、有效，但同时也要考虑冷、热流体流道布置上的可行性，如果希望得到较高的壁面温度，则可选用逆流布置，反之，如果不希望换热器壁面温度太高，则可以选择顺流布置，或者顺、逆流混合布置方式。)试解释并比较换热器计算的平均温差法和£—NTU法？(提示：从平均温压法和£—NTU法的原理、特点上加以阐述。两种方式都可以用于换热器的设计计算和校核计算，平均温差法是利用平均温差来进行换热器的计算，而£—NTU法是利用换热器效能£与传热单元数NTU来进行换热器计算。平均温压法要计算对数平均温压，而£—NTU法则要计算热容量比、传热单元数或换热器效能。设计计算时，用平均温差法比用£—NTU法方便，而在校核计算时，用£—NTU法比用平均温差方便。)5．请说明在换热设