4-6传热过程练习题ppt课件

传导、对流和辐射定态传热与非定态传热傅里叶定律、牛顿冷却定律及传热平衡方程总传热方程总传热系数对数平均温度差热阻概念强化传热和削弱传热的措施换热器流体流动路径选择,复习第四章传热,基本概念,1,物理意义：温度梯度为1Km-1时，单位时间单位面积传递的热量。,金属非金属液气,湿干,液体：；气体：。,2,滞流湍流,质点运动方式,相对位移,径向脉动,混合均匀,层间滑动,极少混合,传热方式,传导,对流,温度降,0,0,0,温度梯度,热阻,0,0,0,3,对流传热的基本规律流动边界层通过热边界层影响传热强度，热阻集中在热边界层，热边界层外无热阻；对流传热包括热量通过热边界层的传导传热和通过热边界层以外的对流传热两个过程。,4,影响对流传热系数h的因素,1.引起流动的原因,h强h自,2.流体的物性，cp,h湍h层,4.传热面的形状，大小和位置,3.流动形态,h相变h无相变h液h气,5.流体的相态变化,6.传热温度,hf(u,d,l,cp,gt),5,傅立叶定律,基本公式,6,1单层平面壁,7,2多层平面壁,8,3单层圆筒壁,9,4多层圆筒壁,10,Nusselt，待定准数,Reynolds，流动型态对对流传热的影响,Prandtl，流体物性对对流传热的影响,Grashof，自然对流对对流传热的影响,对流传热系数h的求取,hf(u,d,l,cp,gt),11,流体无相变时的对流传热系数关联式,12,热量衡算,两种流体均无相变化,热流体有相变化,传热平衡方程,13,14,15,1在列管换热器中，当两侧热阻相差很大时，管壁平均温度接近。A热阻较小的那一侧流体的温度B热阻较大的那一侧流体的温度C两侧流体的平均温度D无法确定,A,练习题,2当换热器使用一段时间后，传热表面会结垢，结垢层将使总传热热阻。A不变B减小C增大D无法确定,C,16,3对于多层平面壁的定态导热过程，若第一层的温差T1大于第二层的温差T2，第二层的温差T2大于第三层的温差T3，则第一层的热阻R1、第二层的热阻R2与第三层的热阻R3关系为。AR1=R2=R3BR1R2R3D无法确定,C,4下列关于对流传热系数的说法中，错误的是。A它是流体固有的属性B它与流体的物性有关C它与流体的流动状态有关D它与传热面的大小、形状有关,A,17,5在间壁式换热器中，间壁两侧流体的对流传热系数分别为h1和h2，且h1h2，若要强化传热过程，关键在于。A降低h1B提高h1C降低h2D提高h2,D,6各种物质的导热系数通常用实验方法测定，其大小按排列。A金属非金属固体液体气体B金属液体非金属固体气体C液体金属非金属固体气体D气体液体非金属固体金属,A,18,7物体各部分之间不发生相对位移，仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为。A热传导；B热传递；C热放射；D热流动。8流体各部分之间发生相对位移所引起的热传递过程称为。A对流；B流动；C传递；D透热。9因热的原因而产生的电磁波在空间的传递，称为。A热传导；B热传递；C热放射；D热辐射。,A,A,D,10.牛顿给热定律中，计算对流传热速率的传热温差为。A壁面与流体间的温度差B冷、热流体的对数平均温差C热流体的进、出口温差D冷流体的进、出口温差,A,19,1.在列管换热器中，饱和蒸汽宜走，不清洁和易结垢的流体宜走。,2.热传递的基本方式有、。,3.在对流传热过程中，热边界层中温度梯度较，传热热阻较。,管间（壳程），管内（管程）,传导，对流，辐射,大，大,20,4传热仅发生在流体中。5对流传热又分对流和强制对流。6不需要任何介质的传热称为传热。7在列管式换热器中，流体在流动称为流经管程。8列管式换热器中，流体在流动称为流经壳程。,对流,自然,辐射,管内,管间,21,9.在恒温传热中，两流体在间壁每一处的温度。,10.在对流传热过程中，湍流流体中温度梯度较，传热热阻较。,相等,小，小,11.强化传热的途径有，。,增大总传热系数，增大传热面积，增大传热平均温度差,22,在传热面积为12m2的管壳式换热器中，用工业水冷却离心泵的轴封冷却用水，工业水走管程，进口温度20，轴封冷却水走壳程，进口温度为75，采用逆流操作方式。当工业水流量为1.0kg/s时，测得工业水与轴封冷却水的出口温度分别为40与28，当工业水流量增加一倍时，测得轴封冷却水出口温度为24。假设管壁两侧刚经过清洗，试计算最初流量下管程和壳程的表面传热系数各为多少？水比热容均取4.2kJ/(kg)解：,23,24,25,采用套管式换热器，于环隙中110饱和水蒸汽冷凝以将内管中的空气由20加热到80。已知内管为321mm的紫铜管(=380W/(m.),，空气处理量为19Kg/h，空气的平均物理性质如下：=1.060Kg/m3,=0.029W/(m.),=2.0110-5Pa.s,Cp=1.005KJ/(Kg.),试求：内管中空气的对流传热系数；若水蒸汽在环隙中的对流传热系数取10000W/(m2.)，不计污垢热阻，求管长和内管壁温；欲将空气处理量增加25%，试问从换热器结构和操作条件两方面可采取哪些可行的措施以完成加热任务？,26,解：空气在管内的流速,27,28,29,30,提高饱和水蒸汽温度,增加换热器的管长,31,有两湍流流体在逆流套管换热器内换热，两流体的传热膜系数均为500Wm-2K-1，密度平均值均为1000kgm-3，比定压热容（平均值）均为4kJkg-1K-1，流量为0.001m3s-1，换热面积为20m2，热流体初始温度为120，冷流体初始温度为20。求热流体出口温度（管壁热阻可忽略）。解:,32,33,在并流换热器中，用水冷却油。水的进、出口温度分别为15和40，油的进、出口温度分别为150和100。现因生产任务要求油的出口温度降至80，假设油和水的流量、进口温度及物性均不变，若原换热器的管长为1m，求此换热器的管长增至多少米才能满足要求（换热器的热损失可忽略）。,34,某一603mm的铝复合管，其导热系数为45W/(mK)，外包一层厚30mm石棉后，又包一层30mm软木。石棉和软木的导热系数分别为0.16W/(mK)和0.04W/(mK)。试求：(1)如已知管内