中国石油大学换热器原理与设计期末复习题

换热器原理与设计第1页共1页《换热器原理与设计》课程综合复习资料一、单选题1.如果冷流体的热容W2小，则传热有效度为（）。A.B.C.D.答案：C2.紧凑性是指换热器单位体积中所包含的传热面积大小，单位m2/m3。紧凑性大于（）的换热器称之为紧凑式换热器。A.300B.500C.700D.900答案：C3.一流体螺旋流动，另一流体轴向流动；一通道全焊，另一全敞开的螺旋板换热器属于（）。A.不可拆型(Ⅰ型)B.可拆型(Ⅰ型)C.堵死型(Ⅱ型)D.贯通型(Ⅲ型)答案：D4.点滴式淋水装置中，水滴散热占比为（）。A.10%B.30%C.50%D.70%答案：D5.薄膜式淋水装置中，水膜散热占比为（）。A.70%B.50%C.30%D.10%答案：A6.代表冷却塔冷却任务的无量纲数是（）。A.努塞尔数B.雷诺数C.特性数N’D.冷却数N答案：D7.代表冷却塔冷却能力的无量纲数是（）。A.特性数N’B.雷诺数C.努塞尔数D.冷却数N答案：A8.相较于转子回转型蓄热式换热器，外壳回转型转动部件更（）。A.相当B.更重C.更轻D.不确定答案：C9.蓄热式换热器蓄热面积的主要贡献部件是（）。A.径向隔板B.横向隔板C.定位板D.波纹板答案：D10.蓄热式换热器蓄热板厚度量级（）。A.1mmB.3mmC.5mmD.7mm答案：A11.阀门切换型蓄热式换热器一般工作温度（）。A.较低B.较高C.相当D.不确定答案：B12.应用最为广泛的间壁式换热器是（）。A.螺旋板式B.板式C.管壳式D.板翅式答案：C13.世界上换热面积最大的换热器是（）。A.螺旋板式B.板式C.板翅式D.管壳式答案：D14.与螺旋板换热器相比，板式换热器紧凑性（）。A.更大B.更小C.相当D.不确定答案：A15.下列（）换热器，都是钎焊一次成型而不可拆卸的。A.板式B.板翅式C.螺旋板式D.管壳式答案：B16.下列（）换热器，是最为紧凑的换热器。A.板式B.螺旋板式C.板翅式D.管壳式答案：C17.下列换热器，除了冷热流体外、还需第三种流体参与换热的是（）。A.板式换热器B.螺旋板换热器C.板翅式换热器D.热管换热器答案：D18.下列换热器，最为紧凑的是（）。A.回转空气预热器B.螺旋板换热器C.板翅式换热器D.热管换热器答案：A19.微通道传热强，是因为当量直径（）。A.大B.小C.不变D.不确定答案：B20.与膜状凝结相比，珠状凝结传热（）。A.强B.弱C.不变D.不确定答案：A21.流体温度对粘性的影响（）。A.无关B.不确定C.很小D.很大答案：D22.下列不属于螺旋板换热器部件的是（）。A.折流板B.螺旋形传热板C.隔板D.头盖答案：A23.各种类型的配水系统中，应用最为广泛的是（）。A.管式配水系统B.槽式配水系统C.池式配水系统D.无差别答案：B24.下列不是喷射式换热器组成部件的是（）。A.工作喷管B.导流筒C.引入室D.混合室答案：B25.（）不是接触传热影响因素。A.水蒸气分压B.水表面面积C.空气温度D.水温度答案：A26.喷射式换热器组成部件中，将工质焓转换成动能的是（）。A.引入室B.扩压管C.工作喷管D.混合室答案：C27.汽-水喷射式换热器的喷管多做成（）喷管。A.渐缩渐扩B.渐缩C.渐扩D.不确定答案：A28.汽-水喷射式换热器中，引入室环形流通面积（）混合室流通面积。A.远小于B.远大于C.等于D.不确定答案：B29.汽泡阻塞毛孔引起的传热极限是（）。A.毛细极限B.沸腾极限C.携带极限D.粘性极限答案：B30.热管换热器中最高温的热管出现在（）。A.不确定B.换热器中间C.热流体出口处D.热流体进口处答案：D二、判断题1.螺旋板式换热器传热性能比管壳式换热器差，但结构紧凑、制造简单、运输安装方便。答案：×2.板式换热器是近几十年发展和广泛应用的一种新型、高效、紧凑的换热器。答案：√3.板翅式换热器结构紧凑、轻巧、传热强度高，被认为是最有发展前途的新型换热设备。答案：√4.热管换热器已在电子器件冷却上普及应用。答案：√5.冷却塔在化工和冶金工业、动力工程、空气调节工程以及其他许多生产部门广泛应用。答案：√6.喷射式换热器原理简单，工作震动噪声小。答案：×7.蓄热式换热器常用于流量大的液-液换热场合。答案：×8.“增强传热方法”一般是指提高传热系数的技术措施。答案：√9.换热系数中的较大者对传热系数大小起着控制作用。答案：×10.液-固系统的传热类似与搅拌完善的液体传热，截面温度分布均匀，层流底层的温度梯度小，使传热增强。答案：×11.汽-水喷射式换热器，扩压管长度依据经验计算确定。答案：√12.蓄热式换热器中，波纹板和定位板上的斜波纹与气流方向成90度夹角。答案：×13.阀门切换型蓄热式换热器蓄热室中的蓄热体大多由耐火“格子转”砌成的。答案：√14.以一个周期为单位考虑蓄热式换热器的传热量时，采用了周期中的气体平均温度，它的热平衡式在形式上与间壁式相不同。答案：×15.在其他条件相同时，间壁式换热器传热系数大于蓄热式的，这是因为蓄热式换热器传热表面温度不稳定导致的。答案：√三、名词解释1.流动边界层答案：通常把从流速为0的壁面处至流速等于主体流速u0的99%处之间的区域称为边界层。2.湿球温度答案：水与湿空气接触，水蒸发所需的潜热完全来自于湿空气温度降低所放出的显热，当系统中空气达饱和状态且系统达到热平衡时系统的温度。3.喷射式换热器答案：喷射式换热器是一种以换热为目的的喷射器，是使压力温度不同的两种流体相互混合，并在混合过程中进行热量交换的设备。4.喷管答案：凡是用来使气流降压增速的管道都叫做喷管，常用的喷管有两种：一种是渐缩喷管，另一种是缩放喷管，或叫拉瓦尔喷管。5.喷射式换热器极限工作状态答案：喷射系数过小或过大都不能保证喷射器的正常工作：umin<u<umax时，喷射器工作安全。6.传热强化答案：是指通过对影响传热的各种因素进行分析，采取某些技术措施提高换热设备单位体积传热量。7.浸润答案：液体在与固体接触时，沿固体表面扩展而相互附着的现象，又称为液体浸润固体，也可称为润湿。8.空气的含湿量答案：含湿量是指每千克质量的干空气中所混合的水蒸气的质量。9.湿空气的焓答案：湿空气的焓是指1公斤干空气和含有的x公斤水蒸汽的焓的总和。10.水的蒸发散热答案：水蒸发是在水体表面发生的汽化过程，蒸发需要吸收热量，对于未蒸发的而言散失热量。四、问答题1.试述平均温差法设计计算换热器的步骤。答案：初步布置换热面，并计算出相应的传热系数K；根据给定条件，由热平衡方程式求出进、出口温度中的那个待定的温度；由冷、热流体的4个进、出口温度确定平均温差Δt，计算时要注意保持修正系数ψ具有合适的数值；由传热方程式求出所需的换热面积F，并核算换热面两侧流体的流动阻力；如流动阻力过大，改变方案重新设计。2.试述传热单元数法校核计算换热器的步骤。答案：根据换热器形式和流体种类，套用经验选一个传热系数K；计算冷热流体的热容量，通过比较确定Wmin；根据定义式，计算传热单元数NTU和热容比Rc；根据流动方式，通过公式或查图获取传热有效度ε；由流体流量和进口温度，计算最大可能传热量；由传热有效度定义式，计算实际传热量；根据热平衡方程式，求出流体出口温度；进一步计算准确的K，若与选取的差别大，重新计算。3.列出冷却塔工作原理方程式。答案：蒸发消耗的热量：对流传热量计算式：4.列出喷射式换热器的质量和能量守恒方程。答案：质量守恒：能量守恒：5.列出喷射式换热器的简化特性方程。答案：质量守恒：6.喷射式换热器极限工作状态如何计算？答案：变化喷射系数u，求取对应的pb和p2；将pb=f(u)和p2=f(u)绘于同一图上；两曲线的交点即表示umin和umax。7.简述板翅式换热器优缺点。答案：优点有传热强度高、适合气体传热；传热系数是管壳式的5倍；结构紧凑、轻巧牢固；紧凑性一般为1500-2500m2/m3；可通过并联、串联等方式，组合成大型换热设备。缺点有流体流道狭小容易引起堵塞、清洗就很困难、腐蚀内漏难以修补、仅适用于介质干净。8.气体中加入固体颗粒强化传热的原因是什么？答案：固体颗粒比热大，提高了流体热容量；固体颗粒能使气流湍流程度增强；固体颗粒比气体热辐射强得多。9.改变换热面形状和大小强化传热的原因是什么？答案：采用椭圆管、波纹管，减小当量直径、促进流体湍动；低肋螺纹管，在凝结换热时有减薄冷凝膜的作用，对有机工质的冷凝很有效果。10.简述蓄热式换热器的优缺点。答案：优点有紧凑性很高；单位传热面积的价格比间壁式便宜得多，易于采用耐腐蚀、耐高温的材料；有一定的自洁作用。缺点有冷热气体有不同程度混合；密封问题比较困难。11.依靠外界能量强化传热的原因是什么？答案：用机械或电的方法使传热表面或流体发生振动或通过搅拌使流体很好地混合；对流体施加超声波，使之交替地受到压缩和膨胀，以增加脉动而强化传热；电磁场作用，静电场能引起传热面附近电介质流体的混合作用，因而使对流换热加强。五、论述题1.论述螺旋板换热器螺旋体绘制流程。答案：两通道间距分别为b1、b2，板厚均为δ，则可求两节距t1、t2；卷辊直径由卷床设备决定，两半卷辊直径分别为d1、d2，则可求中心隔板宽B；在隔板中心点的垂直中心线上、下分别取离中心点距离为t1/2、t2/2的两个圆心；先以下圆心为中心，以r1=d1/2和d1/2+δ为半径，画出第一圈左半圆；再以上圆心为中心，以r1+(t1+t2)/2和r1+(t1+t2)/2+δ为半径，画出对应的右半圆，以此类推；以上圆心为中心，以r2=d2/2和d2/2+δ为半径，画出第一圈右半圆；再以下圆心为中心，r2+(t1+t2)/2和r2+(t1+t2)/2+δ为半径，画出对应的左半圆，以此类推。2.论述冷却塔出口水温和湿球温度如何选取。答案：出口水温t2越接近湿球温度τ，冷却效果越好，但冷却塔尺寸越大；冷却温差t1-t2、冷却水量、冷幅t2-τ中，冷幅是影响塔的主要因素；生产上一般要求t2要比τ高3-5℃；湿球温度τ的选取至关重要，τ选的越高、塔的尺寸越大；选取τ时，一般用保证率作为衡量依据，一般根据夏季每年最热的10天排出在外的最高日平均干、湿球温度（气象资料不少于5-10年）进行计算。3.论述冷却塔主要设计步骤。答案：根据设计任务，整理原始数据资料，包括选取当地空气干、湿球温度，查得饱和空气焓等；选几个空气流量G，求相应的气水比λ，计算相应的冷却数N，在图纸上绘制N-λ曲线；选淋水装置类型，获取N