试卷实验第四章-传热习题课

一、填空选择(1)在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K (2)热传导的基本定律是 （大、小）一侧的值。间壁 (3)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大，则该壁面的热阻愈 ，其两侧的温差 (4)消除列管式换热器温差应力常用的方法有三种，即在壳体上 (5)厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知 （６）在蒸气—空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中 A提高蒸气流速 B提高空气流速C采用过热蒸气以提高蒸气温度D在蒸气一侧管壁加装翅片，增加冷凝面积（７）在两灰体间进行辐射传热，两灰体的温度差为50℃，现因某种原因，两者的温度各升高100℃，则此时的辐射传热量与原来的辐射传热量相比，应该 。 减 增 不填空选择题参考答(1)空 饱和水蒸 (2) 定律； 大； 大； 大； (3) 膨胀节、 采用浮头式或U管式结构； 面积，增强流体的湍动程度以提高传热系数。(5R1R2R3；Q1Q2Q3（6）＿B＿（7）＿B＿计算有一换热器，管内通90℃的热流体，膜系数为

w/

C

，管外有某种液体沸腾，沸点为膜系数2

为

w/

C

。试求以下两种情况下壁温：（1）管壁清洁无（2）外侧有污垢产生，污垢热阻为

C/解：忽略管壁热阻，并假设壁温 当壁很薄时，根据壁两侧的对流传热方程式可得则同

TwTT1Tw190 Tw11T1Tw1012901Tw1

流量为2000kg/h的某气体在列管式换热器的管程流过，温度由150℃降至80℃；壳程冷却用水，进口温度为15℃，出口温度为65℃，与气体作逆流流动，两者均处于湍流。已知气体侧的对流传热膜系数远小于冷却水侧的对流传热膜系数，管壁热阻、污垢热阻和热损失均可忽略不计，气体平均比热为1.02kJ/kg·℃，水的比热为4.17kJ/kg·℃，不计温度变化对比热的影响，试求：（1）冷却水用量；（2）如冷却水进口温度上升为20℃，仍用原设备达到相同的气体冷却程度，此时对数平均温差为多少？（3）此时的出口水温将为多少？（4）此时的冷却水用量为多少解：（1）冷却水用量QWcCpc

t1)WhCph

T2Q

4.17(6515)20001.02(150 685kg/原情

因QWcCpc新情

t1)WhCph

T2)KSi

hiSi

QWcCpc(t2t1)WhCph

T2)KSi

因水则

K

热器与气体的情况未变

Si m(15065)m(15065)(8015)2 m22

对新情况下的热量进行衡算QW4.17(6020)20001.02(150故一卧式列管冷凝器，钢质换热管长为3m，直径为25×2mm。水以0.7m/s的流速在管内流过，并从17℃被加热到37℃1.25kg/s、温度为72℃烃的饱和蒸气在管外冷凝成同温度的液体。烃蒸气的冷凝潜热为315kJ/kg。已测得：蒸气冷凝传热系数0=800W/(m2·℃)，管内侧热阻为外侧的40%，污垢热阻又为管内侧热阻的70%，试核算：（1）换热器每程提供的传热面积（外表面为基准）；（2）换热管的总根数。[计算时可忽略壁热阻及热损失，水的比热为每程的管子数，每程的管子数等于所需冷却水的总流量与单管内水的流量之比。两流体交换的热量为QWh

又QWcCpc(t2 QcC t14.18(374.713kg/

t1

Cpc

4.18kJ/kg单管内水的流量为 d2u0.7850.02120.710000.2423kg/4n1Wn1W取每程管子数为20，则每程所能提供的传热外表面积为

0.025203(2热管的总根数由所需的总传热面积可求取换热管的总根数QKoSoKKo111o0.4o0.70.4 1o1(10.410.70.41)476.2W/m2mt1t2(7217)