09热量传递过习题7

09热量传递过程练习题7一、填空(10小题,共0分)1．套管换热器中，逆流操作的主要优点是是，并流操作的主要优点。2．化工生产中最常用的载热体（加热剂）为3．，常用的冷却剂为和。传热的基本形式除对流外，还有和。对流传热有强制对流传热和对流传热。4．水蒸气冷凝的传热膜系数，水沸腾传热膜系数，液体对流传热膜系数和132气体对流传热膜系数。四者中最小的是。45．由化工手册中查得常温下钢的导热系数为42kcal·h·m·K（原工程制单‐1‐1‐1位），换算成国际单位制（SI）单位，应为。6．在管壳式换热器内进行冷、热流体流动通道的选择时,通常应使腐蚀性流体走程。7．在常用的工业间壁式换热器中，管壁传热阻力常可忽略不计。若管内传热膜系数为50W·m·K，管外传热膜系数为10000·m-2·WK，-1则总传热系数约为-2-1W·m·K。-2-18．在列管换热器中用饱和水蒸气加热某溶液，通常使走壳程，走管程。9．有一列管式热交换器，热流体进、出口温度分别为280℃和80℃，冷流体进、出口温度分别为40℃和190℃。对这种换热，必须采用操作进行，其传热平均温度差为。10．用饱和蒸汽的冷凝来加热冷流体，冷热流体的进出口温度不变，以逆流和并流两种方式进行间壁换热，逆流时对数平均温差为，并流时为，其大小为。二、判断题(10小题,共0分)1．导热系数和传热膜系数都是物质的物理性质之一。…………………（）2．当在定常状态下，变温传热是指传热面上各点温度既不随时间变化,也不随传热面位置而变化的传热过程。……………………（3．）多层平壁定态热传导时，推动力是内壁面与外壁面间的温度差；总热阻是各层热阻的倒数之和。…………………（）4．K为提高总传热系数，必须改善传热膜系数大的一侧的给热条件。………………（）5．当选用多种绝热材料时，在耐热性等条件允许时，为提高保温效果，应将导热系数大的包扎在内……………(）层。6．导热系数是物质的物理性质之一。导热系数大的物质表示其导热性能好；导热系数很小的物质表示其保温性能很好。……………（）7．在对流传热过程中，若两种流体的传热膜系数分别为和，且》，在忽1122K略固体壁面热阻的情况下，总传热系数接近于。………（）18．流体流经固体表面时存在边界层，边界层内传热以热传导方式为主，存在较大的温度梯度，而温度梯度存在的区域称为传热边界层。所以，流动边界层和传热边界层实际上是同一个概念。………………（）9．两种导热系数不同的保温材料用于圆管外保温，导热系数小的放在内层，保温效果较好，即单位长度圆管热损失小。当此二种材料用于冷冻液管道保冷时，则应将导热系数大的放在内层，以减少单位长度圆管的能损失。…………（）10．工业上气固相催化反应器采用各种换热方式移去反应热。流化床反应器中设置的废热锅炉采用的是间接换热方式，而多段冷激式反应器采用的则是直接换热方式。………（）三、选择(10小题,共0分)1．空气、水和钢材的导热系数分别为与和，其大小顺序为………………312（）A、>>;123、<<;B123C、>>;231、<<.D2312．在列管换热器中，在温度不太高的情况下，冷热两流体的传热过程是……………（）A、以热传C、以热对流为主要方式；、以热传导和D热对流两种方式为主。导为主要方式；、以辐射为主B要方式；3．两种流体通过间壁进行热交换时，在定态操作条件下，并流操作与逆流操作的平均温度差不一样的只是发生在……………………()A、两种流体均发生变温的情况下;均不变温的情况下;变温的情况下;B、两流体C、甲流体变温而乙流体不D、甲流体不变温而乙流体变温的情况下。4．在下列管壳式换热器中,没有降低或消除由温差引起的热应力补偿措施的换热器是………………()A、U形管式换热器;、浮头式换热器;B、固定管板式D换热器。C、壳体带有膨胀圈的管壳式换热器;5．在列管式换热器中，用饱和水蒸气加热空气。下面甲、乙两种说法何者合理？…（）甲传热管的壁温将接近加热水蒸气的温度；乙换热器总传热系数将接近空气侧的传热膜系数。A、甲、乙均合理；、甲、乙均不合理；BＤ、甲不合理，乙合理.C、甲合理，乙不合理；6．

在管壳式换热器中进行冷热流体流动通道的选择时,在下列情况中,宜走壳程的流体通常是…………………………()A、腐蚀性流体;、压力高的流体;B、易结垢的流体。DC、饱和水蒸气;7．不同流体的传热膜系数相差很大。假设气体被加热或冷却时的传热膜系数为·mW·K，液体被加热或冷却的传热膜系数为W·m‐2·K‐1,饱和水蒸‐2‐12凝时的传热膜系数为W·m·K，则其大小顺序‐2‐13气冷为………（）A、<<；、<<B；2332C、<<；、<D<。23328．冷热两流体在逆流换热时,冷流体的出口极限温度可能是………(。)A、等于或接近于热流体的进口温度;B、低于或接近于热流体的进口温度;接近于热流体的进口温度;C、高于或D、远高于热流体的进口温度。9．在换热器中，间壁任一侧的对流传热速率=推动力/阻力，其中推动力是指……（）A、两相流体温度差（T–Tˊ）;TˊTˊB、冷流体进出口温度差（-）;21TTC、热流体进出口温度差（-）;21TTTˊTˊD、流体主体温度和管壁温度差（–）或（–）。WW10．在间壁式换热器中，若冷、热两种流体均无相变，并进、出口温度一定，在相同AA′的传热速率时，逆流时的传热面积和并流时的传热面积之间的关系为……………（）AA′AA′AA′A、=；、B>；、C<；、D无法确定。四、计算问答(5小题,共0分)1．rr有一个球形容器，其器壁材料的导热系数为，内、外壁半径分别为和，内、12Fourier）定律推导出此球形容器器TT2壁的热传导公式（球体表面积为=4）。外壁面的温度分别为和。试从傅立叶（Ar212．冷热流体热交换采用并流操作时,若已知和分别为冷热体的质量流量(kg·s),-1和分别为冷热流体的平均比定压热容(J·kg·K),和分-1-1别为冷热流体的进出口温度,则请导出冷热流体所能接近的最高出口温度的计算式。3．今欲于内管为φ165×4mm.5的mm套管式换热器中,将3000·h-1kg的热水从90℃冷却到50℃,冷却水进口温度为40℃,已知基于内管外表面积的传热系数为1000Ｗ·m·K。若30℃,出口温度为忽略热损失,并近似认为冷水与热水的比定压热容相同,均为4.19·kg-1J·K。试求:(1)冷却水用量;-2-1-1(2)两流体在并流和逆流时的平均温度差;(3)两流体作并流和逆流流动传热时的管子长度。4．在一传热面积为3002的单m程列管换热器中,300℃的到430℃,反应后550℃的热气体作为加热介质在管方流动。冷热两种呈逆流流动,流量均为1.00×10kg4·h,平均-1比定压热容均为1.05kJ·kg·K。原料气流过壳方被加热气体-1-1如果换热器的热损失按壳方气体实际获得热量的10%估算,试求该传热过程的总传热系数。5．设某导热管内径为50，mm外径为60，mm管壁导热系数为17.4·m-1W·K，管-1内、外流体的平均温度分别为80℃与25℃，管内壁、外壁温度分别为75℃与35℃。试求：（1）每米管长的传热速率；（2）管内流体的传热膜系数；1（3）管外流体的传热膜系数。2答案一、填空(10小题,共0分)1．传热平均温差大（即传热速率快）；易于控制物料的出口温度2．饱和水蒸气；水；空气3．传导；辐射；自然4．45．W·m·K‐1‐16．管7．508．饱和水蒸气；溶液9．逆流，61.7℃10．二、判断题(10小题,共0分)1．错2．错3．错4．错5．错6．对7．错8．错9．错10．对三、选择(10小题,共0分)1．B2．D3．A4．D5．A6．C7．D8．B9．D10．C四、计算问答(5小题,共0分)1．根据傅立叶定律：=-ATT定态热传导时，为常数，导热系数取温度范围内的平均值，，1~2则：rTd=-d，两边同时积分：可得：则2．冷热流体间的热能衡算式:并流操作时,冷流体所能接近的最高出口温度为热流体的出口温度,即,则可由上式得出:=3．(1)根据热量衡算求冷却水用量=3.33·skg=1.20×104kg·h-1-1(2)平均温度差并流:=27.9℃逆流:=32.7℃(3)管子长度并流时:由WA=m2L=m逆流时:A='m2L='m。4．由冷气体一侧计