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文档简介
1、第十章传热部分习题集、选择题1、单层平壁导热速率方程式为QA,方程式中A t是指:牛顿冷却定律 Q A t中的At是指 A、热流体之间的平均温度差B、平壁两侧表面上的温度差C、流体进出口温度差D、固体壁面与流体主体之间的温度差2、在平壁的稳定热传导中,已知两层的导热发i 2 ,则两层平壁的导热速率 Qi和Q2必满足如下关系: A、QiQ2B、QiAtm 逆 Atm 折,B.Atm 逆 Atm 折 Atm 并Atm 逆 Atm 并Atm 折Atm并A tm 折 Atm 逆4、套管式换热器的内管介质为空气,套管环隙介质为饱和蒸汽,如果蒸汽压力和空气进口温度一定时,当空气流量增加时,则: TOC o
2、 1-5 h z (i)总传热系数 K将: (2)空气的出口温度将: A、增大B、减少C、基本不变D、无法确定。5、有四种液体,其中适宜在列管式壳程中流动 A、不清洁的和易结垢的流体B、腐蚀性的流体C、被冷却的流体D、压力高的流体一, i i6、若传热系数K满足公式:K -i三,当o i时,为了提高K值,最有效的途径是 B、 i提高A、 o提高i同时提高D、不能确定Q与Q之间C、0 ,D、Q i =Q 2R iR 2AtiAt29、在间壁式换热器中,用 100c的饱和水蒸汽将空气由 20c加热到管壁温度接近于:A、40 c、60 cC 、100C60C,换热器的 、80 C10、为了减少室外设
3、备的热损失, 保温层外包有一层金属皮应该是:A、表面光滑、色泽较浅。B、表面粗糙,色泽较深。C、表面粗糙,色泽较浅。11、传热基本方程式 Q=KA Atm中的A tm是指A、热、冷流体之间的平均温度差B、平壁两侧表面上的温度差C、流体进出口温度差D、固体壁面与流体主体之间的温度差12、在对流传热过程中, 若污垢热阻较小,间壁很薄且导热系数很大,间壁两侧的对流传热膜系数相差较大,则对总传热系数K影响最大的是A、污垢热阻B、间壁的导热系数C、a较小的一侧D、a较大的一侧13、在平壁稳定热传导过程中, 通过三层厚度相同的平壁, 每层间温度变化如下图所示。1、t卜列有关入tA、入1入2入3、入1入2入
4、3C、入2入 入3、入3入 入214、1a 2,则总传热系数K与两膜系数之间的关系为:15、A、 K a 1 a 2C、 a 1 a 2K某一套管换热器,B、D、管间用a 1KAtm 折 Atm 并A、 A tm并Atm 逆 Atm 折,C、 Atm 逆 Atm 并Atm 折D、 Atm 并Atm 折 A tm 逆17、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H要提高K值,应从降低最大热阻着手18、常压下水蒸气冷凝加热空气,空气平均温度为20 C,则壁
5、温约为 ()、60 C D 、49.7 C若流速增加一倍,其它条件不变,则D、1.74A 20 C B 、100 c C19、流体在壁面一侧湍流流过并与壁面对流传热, 对流传热系数为原来的()倍。A、2B、1/2C、0.57二、填空题1、传热的基本方式有 、。2、在导热速率方程式 Q A中入称为: ,单位是 。在所有的非金属液体中,导热系数最大的液体是 。水的导热系数是随着温度的升高3、热传导的基本定律是。由多层等厚平壁构成的导热壁面中,所用材料的导热系数 愈小,则该壁面的热阻愈 。4、多层平壁稳定热传导中,推动力是 ;总热阻是 之和。5、在平壁稳定热传导过程中,通过三层厚度相同的平壁,每层间
6、温度变化如图所示。试判断入1、入2、入3的大小顺序 ,以及每层热阻 Ri、R2、R3的大小顺 序。6、某圆形管道外有两层厚度相等的保温材料A和B ,其温度分布曲线如图所示,则 A层的导热系数 B层的导热系数,将 层材料放在里层时保温效果较好。At37、通过三层平壁的热传导中,假设各层壁面间接触良好,若测得各层壁面温度twi , tW2,tw3,和tw4分别为600C、500 C、200 C和100 C,各层热阻之比为 8、工业换热方式,按工作原理和设备类型,可分为 、 三种。9、在对流传热系数计算的关联式中Re准数表示 对口的影响;Pr表示 对a的影响,故又称为 准数。10、流体与壁面之间的对
7、流给热热阻主要集中在 中,若要强化对流给热速率, 应设法 雷诺准数,以降低 厚度。11、试判断下面各组对流传热膜系数的数值的大小(饱和蒸汽压力相同)顺序为(1) 空气水 ;(2)水蒸汽冷凝、水加热或冷却;(3) 弯管、直管 ;(4) 水蒸汽滴状冷凝、膜状冷凝。12、有一列管式换热器,物料在管内流动,并符合公式.0 023Re。8 PF所规定的各种条id件。若其它条件不变,物料的流量增加一倍,给热系数i将为原来的 倍。13、膜状冷凝的对流传热系数比滴状冷凝的对流传热系数 。沸腾传热可分为三个区域,它们是、和。生产中的沸腾传热应保持在 区。14、工程上的对流传热指的是 和 之间的热量传递,对流传热
8、推动力为和 之间的温度差,而其温度差主要集中在靠近壁面处的液体 内,也就是对流 主要集中在此处,若要强化对流传热, 必须设法提高 ,以 该层厚度。15、写出四种间壁式换热器的名称 、及。16、列管式换热器主要由 、等部件构成。17、间壁两侧流体间的总传热过程是由: 三个 分过程组成。18、传热基本方程式 Q KA露中,K称为: ,单位是19、间壁式换热器传热系数 K的计算,当传热面为平壁时 K=,当传热面为圆筒时,基于管壁内外侧传热面积A和A的传热系数 Ki=,Ko=.20、冷热两流体在套管式换热器进行热交换,若管内对流传热系数i o(管外对流传热系数),当忽略管壁热阻及污垢热阻时,欲提高总传
9、热系数K,关键在于提 WjO21、列管式换热器中,用饱和水蒸汽加热空气,则传热管的壁温接近于 ,总传热 系数K的值。22、参与换热的两种流体的对流传热系数相差较大时,要提高K值,应设法提高“值 流体的对流传热系数。列管式换热器为了提高管内液体的对流传热系数常采取的措施是,为了提高管外对流传热系数,常采取的措施是。23、提高间壁式换热器传热速率的途径 , , 。其中最有效的途径是。24、列管式换热器内,当参与换热的两流体的温度差大于 0C时,必须采取热补偿的 措施,以消除或减小 。采取热补偿的方有: 、O25、固定管板式列管换热器中,压力高,腐蚀性以及不清洁的物料应走 程。26、用饱和蒸汽加热水
10、,经过一段时间后,发现传热的阻力迅速加大,这可能是由于、所引起。三、判断题()01.空气、水、铁的导热系数分别是入1、入2和入3,其大小顺序是入1入2入3。()02.当用两种不同导热系数但厚度相同的材料,对一蒸气管道进行保温时,不管材料 的包裹次序如何,保温效果都是一样的。()03.冷热流体在一套管换热器内换热,已知热流体的进口温度为 573K,出口温度为473K,冷流体的进口温度 423K,出口温度533K ,此时可采用逆流流动。()04 .保温材料应该选用导热系数大的绝热材料。()05.多层平壁稳定热传导中,推动力是内壁面与外壁面间总的温度差 ;总热阻是各层热 阻的倒数之和。()06.板式
11、换热器结构很紧凑,换热面积较大,且可用于处理高温高压的流体。()07.若两种流体都是一次性流某列管式过换热器,这换热器称为单程换热器。()08.在夹套式换热器中,干净的加热蒸气应该从夹套下部进入,以使得夹套内充满加 热气体。()08. 一般来说对同一流体,强制对流的给热系数大于自然对流的给热系数。()09.冷热流体在一套管换热器内换热,已知热流体的进口温度为573K,出口温度为473K,冷流体的进口温度 423K,出口温度533K ,此时应采用并流流动。()10.在冬季,人们喜欢穿棉衣,这是因为棉花的导热系数大。()11.冷热流体在一套管换热器内换热,已知热流体的进口温度为573K,出口温度为
12、473K,冷流体的进口温度 423K,出口温度533K,此时可采用并流流动。()12.多层平面壁定态热传导中,总推动力为各层的温度差之和,总热阻是各层热阻的 倒数之和。三、简答题:1、何为稳定传热?何为不稳定传热?2、影响对流传热膜系数因素有哪些?3、在传热计算中何种情况下,可用公式,1 1计算传热系数K值?写出公式 K io等号右边各项的意义和单位。4、提高传热系数 K值的措施有哪些?当间壁两侧流体白给热系数相交大时,提高 K 值的关键措施是什么?5、什么叫强化传热过程?强化传热过程的途径有哪些?最有效的途径是什么?6、饱和蒸汽冷凝时传热膜系数突然下降,可能是什么原因引起的?如何解决?7、间
13、壁式换热器有哪些类型?各有何特点?8、列管式换热器有哪些类型?各适用于什么场合?四、计算题1、在一单程列管式换热器中,用100 c的饱和水蒸汽将管内的水从30c加热到50 C,列管直径为。25 x 2.5mm,长为6m,管了数为92根,换热器的热负荷为 2500kW ,试计算 基于管子外表面积的总传热系数Koo2、在一面积为3m2,由4 25x 2.5mm管子组成的单程列管式换热器中,用初温为 10c的水 将机油由200c冷却到100C,水走管内,油走管间。已知水和机油的流量分别为 1000kg/h和1200kg/h。其比热为 4.18kJ/kg - K和2.0kJ/kg - K,水侧和油侧的
14、对流传热 系数分别为2000W/m 2 K和250W/m 2 K,两流体呈逆流流动,忽略管壁热阻及污垢 热阻。(1)计算说明该换热器是否合用?(2)夏天当水的初温达到 30c时,该换热器是否合用?如何解决?(假设传热系数不变)3、采用逆流换热器 用初温为20c的水将流量为 4500(kg/h)的某液体由80c冷去唯ij 50C, 换热器的列管为。25 x 2.5mm,冷却水走管程,水侧和液体侧的对流传热膜系数分别为 0.85kw/(m 2 k)和 1.70kw/(m 2 - k),液体的比热为 1900J/(kg - k),水的出口温度为 36C , 水的比热为4.18KJ/(kg k)。 试
15、计算:(1)冷却水的用量(2)列管式换热器的传热面积(3)若换热器的管长为 3m求管子数?。(换热器的管壁材料的导热系数=45W/m.k,污垢热阻可忽略不计,热损失不计。)4、一个。180X 10mm套管式换热器的中,热水的流量为 3500kg/h,需从100c冷却到60 C , 冷水入口温度为20C,出口温度为30C,基于内管管子外表面积的总传热系数K0=2326W/m2 - K,冷却水走内管,忽略热损失。试求:(1)冷却水用量,(2)逆流流动时的管长。5、有一单程列管式换热器,由直径为625x 2.5mm的钢管管束组成。苯在换热器的管内流动,流量为1.25kg/s ,由80c冷却到30C。
16、冷却水在管间和苯作逆流流动,进水温度 为20C,出口温度不超过 50Co若已知传热系数 K=472W/n2.K,试求换热器的传热面积 八。(苯的平均比热为 1.9kJ/kg k)6、在间壁式换热器中,用初温为30c的原油来冷却重油,使重油从180c冷却到120C。重油和原油的流量分别 为10000kg/h,14000kg/h, 重油和原油的比热分别 为 2.174KJ/(kg. C ),1.923 KJ/(kg. C)。两流体系逆流流动,传热系数为 116.3W/(m2. C)o求原油的最终温度和传热面积。若两流体系并流流动时,其传热系 数仍然为116.3W/(m2. C)。问传热面积为多少?
17、7、一单程列管式换热器,由直径为25X 2.5mm的钢管管束组成.苯在换热器的管内流动,流量为1.25kg/S,由80c冷却到30C。冷却水在管间和苯作逆流流动,进水温度为20 C ,出口温度不超过 50C。若已知传热系数 Ko为472W/m,苯的比热是1.9kJ/Kg C。 试求1)平均温度差。2)传热面积。8、某套管换热器,内管直径为20 x 2mm, CO2气以24kg/h的流量在管内流动,其温度由60c降至20 Co水在管外流动,的进口温度为 10C,出口为30 Co CO2的平均比热为 Cp1=0.836kJ/(kg C),冷却水比热为 Cp2=4.18kJ/(kg C )。试求:(
18、8 分)(1)传热量Q;(2)两流体的平均温度差t;9、一个内管为。180 x 10mm套管式换热器的中,热水的流量为 3500kg/h ,需从100c冷却 到60C,冷水入口温度为 20C,出口温度为30 C,基于内管管子外表面积的总传热系 数Ko= 2326 W/(m2 - C),冷却水走内管,忽略热损失。热水的比热为4.195kJ/(kg. C)。 试求:(1)冷却水用量,(2)逆流流动时的管长。11、一列管式换热器,由直径为。25X 2.5mm的钢管管束组成。 苯在换热器的管内流动, 流量为1.25kg/s,由80c冷却到30 C ,苯的平均比热为 1.9kJ/(kg G)。冷却水在管间和苯 作逆流流动,进口温度为20c出口温度50 Co水侧和苯侧的对流传热系数分别为1.70kw/(m2;C)和0.85kw/(m2 :C),管壁材料的导热系数为45w/(m C),污垢热阻和换热器的热损失可以忽略,试求换热器的传热面积。12、生产要求在换热器内将流量为3kg/s,温度为80c某液体用水冷却到30C。水在换热器外与管内的液体呈逆流流动,水的进口温度为20C,出口温度50 Co已知水侧和液体侧的给热系数分别为1700W/(m 2 K)和900W/(m 2 K),液体的平均比热容为 1.9k
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