化工原理-传热复习题讲诉

一、选择题1、关于传热系数K，下述说法中错误的是（ ）A、 传热过程中总传热系数K实际是个平均值；B、 总传热系数K随着所取的传热面不同而异；C、 总传热系数K可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关；D、 要提高K值，应从降低最大热阻着手；C2、 在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（ ），走壳程的有（）。A、高压流体； B、蒸汽； C、易结垢的流体；D、腐蚀性流体；E、粘度大的流体； F、被冷却的流体；A、C、D；B、E、F3、影响对流传热系数的因素有（）。A、 产生对流的原因；B、 流体的流动状况；C、 流体的物性；D、 流体有无相变；E、 壁面的几何因素；A、B、C、D、E4、 对下述几组换热介质，通常在列管式换热器中K值从大到小正确的排列顺序应是（ ）。A、②＞④迢＞①；B、③〉④'②〉①；C、③＞②'①〉④；D、②〉③'④〉①；冷流体 热流体水 气体水沸腾 水蒸气冷凝水 水水 轻油D5、下述各种情况下对流传热系数由大到小的正确顺序应该是（ ）。A、③＞④辽＞②； B、④〉③迄＞①；C、③〉④边＞①；D、③迄＞④＞①；①空气流速为30m/S时的a；②水的流速为1.5m/s时的a；③蒸汽滴状冷凝时的a； ④水沸腾时的a；C6传热过程中当两侧流体的对流传热系数都较大时，影响传热过程的将是（）。A、管避热阻； B、污垢热阻；C、管内对流传热热阻； D、管外对流传热热阻；B7、关于辐射传热，下述几种说法中错误的是（ ）oA、 除真空和大多数固体外，热射线可完全透过；B、 热辐射和光辐射的本质完全相同，不同的仅仅是波长的范围；C、 热射线和可见光一样，都服从折射定律；D、 物体的温度不变，其发射的辐射能也不变；A8、冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为 90C,出口温度为50C，冷水进口温度为15C，出口温度为53C，冷热水的流量相同，且假定冷热水的物性为相同，则热损失占传热量的（ ）。A、5%; B、6%; C、7%; D、8%;A9、 某套管换热器由？108x4mm和?55x2.5mm钢管组成，流体在环隙间流动，其当量直径为（ ）mm。A、53; B、45; C、50; D、58;B10、对在蒸汽-空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中（ ）在工程上是可行的：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A11、 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，错误的是（ ）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层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；C12、 在常压水蒸气冷凝加热空气，空气平均温度为20C，则壁温约为（）A、20°C； B、100°C； C、60°C； D、497C。B13、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； D、表面光滑，颜色较深。A二、填空题1、 对流传热总是概括地着眼于壁面和流体主体之间的热传递，也就是将边界层的和边界层外的 合并考虑，并命名为给热。答案：热传导；对流传热2、给热是以 和 的差作为传热推动力来考虑问题的。答案：流体的平均温度；壁面温度3、 流体在垂直管内自上而下流动同时被加热时，其对流传热系数比用普通准数TOC\o"1-5"\h\z关联式计算的结果要 。答案：大4、金属的导热系数大都随其纯度的增加而 ，随其温度的升高而 。答案：增大；减小5、 在工程计算中，对两侧温度分别为t1,t2的固体，通常采用平均导热系数进行热传导计算。平均导热系数的两种表示方法是 或 。菸4侯牛答案 一； ■ ;6、 对流传热的热阻主要集中在 ,因此，是强化对流传热的重要途径。答案：滞流内层；减薄湍流内层的厚度7、 在入、卩、p、cp这4个物性参数中，若 值大，对流传热系数就增大；若 值大，对流传热系数就减小。答案：入、p、cp;卩8、流体在圆形直管内作强制湍流流动，若传热推动力增大 1倍，则对流传热速率增大 倍。答案：19、由核状沸腾转变为膜状沸腾时的温度差称为 。这时单位时间、单位面积所传递的热量称为 o答案：临界温度差；临界热负荷10、工业上常见的载热体加热剂有 、 、热水、联苯混合物，熔盐(KNO353%，NaNO240%,NaNO37%)等。答案：饱和蒸汽；烟道气11、工业上常见的载热体冷却剂有冷水、 、 等。答案：空气；冷冻盐水12、 换热器在使用一段时间后，传热速率会下降很多，这往往是由于的缘故。答案：传热管表面有污垢积存13、根据冷热流体的接触情况，两种流体实现热交换的形式有 、混合式换热和 三种。答案：间壁式换热、蓄热式换热三、计算题1、某燃烧炉的平壁由耐火砖、绝热砖和普通砖三种砌成，它们的导热系数分别为1.2W/(m「C),0.16W/(mC)和0.92W/(m-C)，耐火砖和绝热转厚度都是0.5m,普通砖厚度为0.25m。已知炉内壁温为1000C，外壁温度为55C，设各层砖间接触良好，求每平方米炉壁散热速率。[解0S二匕-小任心仏)=(1000一55)4(0-5/112)+(0.5/0.16)+(0.25/0.92)]=247.8lw/m22、在外径100mm的蒸汽管道外包绝热层。绝热层的导热系数为0.08W/(mC)，已知蒸汽管外壁150C，要求绝热层外壁温度在 50C以下，且每米管长的热损失不应超过150W/m，试求绝热层厚度。

［解］0/Z= )/Ln(r2/斤)=0.16^(150—50)Zw(r;/50)=150二r2=69.9mm壁厚为二r】一r、=69.9一50=\9.9mm3、①38x2.5mm的钢管用作蒸汽管。为了减少热损失，在管外保温。第一层是50mm厚的氧化锌粉，其平均导热系数为0.07W/(m€)；第二层是10mm厚的石棉层，其平均导热系数为0.15W/(m・€)。若管内壁温度为180€，石棉层外表面温度为35€，试求每米管长的热损失及两保温层界面处的温度？解：®ro=16.5mm=0,0165m,ri=19mm=0.019mr：=n+8i=0,019+0.05=0.069mt产口+20.069+0.01=0.079m%o=45W/(m•eC)Q_ 2n(t0-t3) _ 2x3.14x(180-35)丄・ln土+丄・ln生+丄小i空 —In—+—In—+—In—人j r0妬可如r245 1650.07 19 0.15 69二47JW/mL即47.1=2n©-35)二47JW/mL即47.1=—In—0.15 694、有一外径为150mm的钢管，为减少热损失，今在管外包以两层绝热层。已知两种绝热材料导热系数之比 入2/入仁2,两层绝热层厚度相等皆为30mm。试问应把哪一种材料包在里层时管壁热损失小。设两种情况下两绝热层的总温差不变。解*若小的兄包在里层时*Q—ILttLf{Ln^r-^/巧）/局+Ln（r3/七）/禺}厂1=75mm3r2=75+30=105ww,r3=135mm设;召=1?A；=2LnCr^/刁）/舛+Ln（r3/r2）/=0.462若大的包在里层是二i?7（r2/^）/Ao+Ln{r3/r2）/ —0-420二小的包在里层时，热损失小口5、为保证原油管道的输送，在管外设置蒸汽夹。对一段管路来说，设原油的给热系数为420W/（m「C），水蒸气冷凝给热系数为104W/（m「C）。管子规格为©35x2mm钢管。试分别计算Ki和K0,并计算各项热阻占总热阻的分率。解：0.035x0,031/Zn(35/31)=0.033fflII=l/104+0.002x0.035/(45x0.033)+0.035/420x0.^1二0.002835时』c)]K讦398■师/(斥』C)1M>1他+处/仏+dj?d厂31/(汝疔)+0皿2x31/(45x33)+1/420=0.0025山/阿(斥丿C)]£=3983W/(d』C)计入概热阻心二0.8598d必同=口197>(1『){35/31=1别xltT4洌M占28598+1.94)x1()7/p.002835+(0・8595+L94)xl{T*]=8・9%原油K热阻占：0.035/(420xO,031)/OW835=94.8%敞侧热组占：1/10000/000283口.5%饉导热热 Wx0.035/(45x0.033)/0.002835=1.7%6、一套管换热器，用热柴油加热原油，热柴油与原油进口温度分别为 155C和20C。已知逆流操作时，柴油出口温度50C,原油出口60C,若采用并流操作，两种油的流量、物性数据、初温和传热系数皆与逆流时相同，试问并流时柴油可冷却到多少温度？'0'0'0T2=64.7Ct2=54.4C64.70C逆流时:Qh=QcWhCM厶T=WcCpc;At则WhCph(150 -50)=WcCpc(60-20)■Um=(95-30)ln(95/30）二56.40CQ=KS:tmKS=1.862WhCph(1)并流时:Qh=QcWhCM厶T二WcCpc;At则WhCph(155 -T2)=WcCpc(t2-20)■Um=[135-(T12_t2)]/ln135/(T112-t2Q二KS:t1m(2)2）解得:)联立方程（ 1）（即并流时柴油冷却到7、一套管换热器，冷、热流体的进口温度分别为55C和115C。并流操作时,冷、热流体的出口温度分别为75C和95C。试问逆流操作时，冷、热流体的出口温度分别为多少？假定流体物性数据与传热系数均为常量。解：并流时： Qh二QcWhCphT二WcCpc：t则WhCph(115-95)WCCpC(75-55)WhCph二WCCpCtm=(60-20)/In60/20二36.41°CQ二KStmKS二0.55WhCph逆流时： WhCph(115-T2)WCCpC(t2-55)•115-T2=t2-55U=T2-55牡2=115-T2二皿[=虫t2二人〜二(牡1+也t2)/2二30+亿-t2)/2115-T2=0.55[30(T2-t2)/2]115-T2^t2-55解得T2=93.70Ct2=76.30C8、某平壁燃烧炉是由一层耐火砖与一层普通砖砌成，两层的厚度均为 100mm,其导热系数分别为0.9W/(m・C)及0.7W/(m・C)。待操作稳定后，测得炉膛的内表面温度为700C，外表面温度为130C。为了减少燃烧炉的热损失，在普通砖外表面增加一层厚度为40mm、导热系数为0.06W/(m・C)的保温材