流体力学往届课件第四章传热习题课

一、填空选择题(1)

在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于

侧的对流传热系数，而壁温接近于

侧流体的温度值。(2)

热传导的基本定律是

。间壁换热器中总传热系数K的数值接近于热阻

（大、小）一侧的值。间壁换热器管壁温度tW接近于值

（大、小）一侧的流体温度。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

（大、小），其两侧的温差愈（大、小）。(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

，其两侧的温差愈

。(4)

消除列管式换热器温差应力常用的方法有三种，即在壳体上加

、

或

；翅片管换热器安装翅片的目的是

。(5)

厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知b1>b2>b3，导热系数1<2<3，在稳定传热过程中，各层的热阻

，各层导热速率

。（６）

在蒸气—空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中的

在工程上可行。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。A减小B增大C不变(1)空气、饱和水蒸汽。(2)傅立叶定律；大；大；大；大。(3)

小；小。

膨胀节、采用浮头式或

U管式结构；增加面积，增强流体的湍动程度以提高传热系数。(5)R1>R2>R3；Q1=Q2=Q3。（6）＿B＿。（7）＿B＿。填空选择题参考答案有一换热器，管内通90℃的热流体，膜系数为1100，管外有某种液体沸腾，沸点为50℃，为5800。试求以下两种情况下的计算题膜系数壁温：（1）管壁清洁无垢；（2）外侧有污垢产生，污垢热阻为0.005解：忽略管壁热阻，并假设壁温为当壁很薄时，根据壁两侧的对流传热方程式可得：

则2.同理

则由此可知，壁温总是比较接近热阻小的那一侧流体的温度。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：

（2）原情况(1）

(2)因

新情况（2）因，换热器与气体的情况未变，则故则<2，则用算术平均值合适）对新情况下的热量进行衡算，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℃。流量为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。[计算时可忽略管壁热阻及热损失，水的比热为4.18kJ/(kg·℃)]解：（1）换热器每程提供的传热面积(外表面为基准)，S1；由题意知，水以0.7m/s的流速在管内流过，欲求S1，需先知道每程的管子数，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：又则单管内水的流量为：每程所需管子数为：取每程管子数