换热器原理与设计学习通超星期末考试答案章节答案2024年

换热器原理与设计学习通超星期末考试章节答案2024年1.已知t=300℃，t=210℃，t=100℃，t=200℃。试计算下列流动布置时换热器的对数平均温差。（1）逆流布置；（2）一次交叉，两种流体均不混合；（3）1-2型管壳式，热流体在壳侧；（4）2-4型管壳式，热流体在壳侧；（5）顺列布置。

答案:解：（1）Δt=t-t=210-100=110℃Δt=t-t=300-200=100℃=104.9℃（2）由课本图1.14查得=0.92Δt=104.90.92=96.5℃（3）由课本图1.8查得=0.85Δt=104.9×0.85=89.2℃（4）由课本图1.11查得=0.97Δtm=104.9×0.97=101.8℃（5）Δtmax=t1′-t2′=300-100=200℃Δtmin=t1″-t2″=210-200=10℃热容量之比R

答案:热容量之比R:冷流体的热容量与热流体的热容量之比。温度效率P

答案:温度效率P:冷流体的实际吸热量与最大可能的吸热量的比率。热容量

答案:热容量：表示流体的温度每改变1℃时所需的热量对于套管式换热器和管壳式换热器来说，

金属耗量多，体积大，占地面积大，多用于传热面积不大的换热器。

答案:套管式换热器相比较沉浸式换热器和喷淋式换热器，

传热系数较低。

答案:沉浸式换热器对于下列管束排列方式，换热系数最大的排列方式为(

)

答案:正三角形排列对于下列管壳式换热器，哪种换热器不能进行温差应力补偿(

)

答案:固定管板式换热器对于场协同理论，当速度梯度和温度梯度夹角为(

)，强化传热效果最好。

答案:0度对于板翅式换热器，下列哪种说法是正确的(

)

答案:可用于多种流体换热对于板式换热器，如何减小换热器的阻力(

)

答案:减小流程数以下换热器中的比表面积最小(

)

答案:大管径换热器以下哪种翅片为三维翅片管(

)

答案:C管翅片管外横向冲刷换热所遵循侧传热准则数为(

)

答案:柯尔本传热因子在廷克流动模型中ABCDE5股流体中，真正横向流过管束的流路为

流体,设置旁路挡板可以改善

流体对传热的不利影响。

答案:B股;C股热交换器单位体积中所含的传热面积的大小大于等于

，为紧凑式换热器。

答案:700m2/m3减小管子的支撑跨距能增加管子固有频率，在弓形折流板缺口处不排管，将

管子的支撑跨距

答案:减小根据冷凝传热的原理，层流时，相对于横管和竖管，

传热系数较高。

答案:横管相对于螺旋槽管和光管，

的换热系数高.

答案:螺旋槽管采用短管换热，由于有入口效应，边界层变薄，换热得到

。

答案:强化在流程的选择上，腐蚀性流体宜走

，流量小或粘度大的流体宜走

，因折流档板的作用可使在低雷诺数(Re＞100)下即可达到湍流。

答案:管程;壳程在采用先逆流后顺流<1-2>型热效方式热交换器时，要特别注意温度交叉问题，避免的方法是

和两台单壳程换热器串联。

答案:增加管外程数在一传热面积为16m2的逆流式套管换热器中，用油加热冷水，油的流量为3kg/s，进口温度为110℃，水的流量为1kg/s,进口温度为35℃，油和水的平均比热为2kJ/kg•℃和4.18kJ/kg•℃,换热器的总传热系数为350W/m2•℃，求水的出口温度（10分）注：

答案:解：W1=3×2000=6000W/℃

W2=1×4180=4180W/℃因此冷水为最小热容值流体

单元数为

效能数为=0.62335+0.623×(110-35)=81.73℃在一台1-2型壳式换热器中，管内冷却水从16℃升高到35℃，管外空气从119℃下降到45℃，空气流量为19.6kg/min，换热器总传热系数K=84W/（m2•K），试计算所需的传热面积。

答案:在一台1-2型壳式换热器中，管内冷却水从16℃升高到35℃，管外空气从119℃下降到45℃，空气流量为19.6kg/min，换热器总传热系数K=84W/（m2•K），试计算所需的传热面积。解：先按逆流算出对数平均温差为

故查图1.8，,=0.952，故对数平均温差

空气平均温差，查表得空气的比热cp=1009J/(kg•K)空气的换热量故需传热面积温度为99℃的热水进入一个逆流型的热交换器，将4℃的冷水加热到32℃，热水流量为9360kg/h，冷水流量为4680kg/h，传热系数为830W/（m2•℃），试计算该热交换器的传热面积和传热有效度。水的比热为cp=4186J/（kg•℃）。

答案:温度为99℃的热水进入一个逆流型的热交换器，将4℃的冷水加热到32℃，热水流量为9360kg/h，冷水流量为4680kg/h，传热系数为830W/（m2•℃），试计算该热交换器的传热面积和传热有效度。水的比热为cp=4186J/（kg•℃）。解法一：

W1=Wmax，W2=Wmin，Rc=Wmin/Wmax=4680/9360=0.5，

又NTU=KF/WminF=NTUWmin/K=解法二：由热平衡方程W1(t1′-t1″)=W2(t2″-t2′)，代入数据，解得t1″=85℃逆流型换热器的对数平均温差为

【或者用算术平均温差Δtm=(Δtmax+Δtmin)】传热量Q=W2Δt2=5441.8(32-4)=152370.4W又传热有效度

答案:传热有效度（ε）：实际传热量Q与最大可能传热量Q之比<1-2>型换热器

答案:<1-2>型换热器：壳程数为1，管程数为2/star3/750_1024/331a8938cf2af4308958a85ef33dad40.png

答案:浮头式热交换器，封头管箱，公称直径为500mm，管程和壳程设计压力均为1.8MPa，公称换热面积为54m2，换热管外经25mm，公称长度9m，2管程，单壳程的勾圈式浮头式热交换器。管程、壳程内流体的选择的基本原则

答案:管程流过的流体：容积流量小，不清洁、易结垢，压力高，有腐蚀性，高温流体或在低温装置中的低温流体。壳程流过的流体：容积容量大（特别是常压下气体），刚性结构换热器中换热系数大的流体，高黏度流体，层流区流动的流体，饱和蒸汽增强传热的基本途径

答案:①扩展传热面积F②加大传热温差Δt③提高传热系数K/star3/origin/af443bc4ad4960c5efb245920f13387d.png

答案:3----设备接管法兰，与换热器壳程外流路管路连接；6---拉杆，安装与固定折流板；7---膨胀节，补偿管子与壳体热应力不同；10---放气嘴，用来释放不凝结性气体,18---折流板-使壳程流体折返流动，提高传热系数。支撑管束，防止弯曲换热管直径的选择的依据及存在的弊端。

答案:总的趋向是采用小直径管

优点：传热增强，单位体积传热面大，传热面一定时，可使管子长度缩短缺点：流动阻力增加，管数增加，管子与管板连接处的泄露的可能性增大，易积垢。产生流动阻力的原因

答案:产生流动阻力的原因：①流体具有黏性，流动时存在着摩擦，是产生流动阻力的根源；②固定的管壁或其他形状的固体壁面，促使流动的流体内部发生相对运动，为流动阻力的产生提供了条件按传递热量的方式，换热器可以分为

,

,

。

答案:间壁式;混合式;蓄热式热交换器的分类：按照热流体与冷流体的流动方向分为：

、

、

、

。

答案:顺流式;逆流式;错流式;混流式管子在管板上的固定：胀管法和

。

答案:焊接法管子在管板上的排列：等边三角形排列（或称正六边形排列）法、同心圆排列法、

，其中