化工原理试题集4

一.填空题1.凡稳定的筒壁传热，热通量为常数。2.在稳态传热中，凡热阻大处其温差也大。3.滴状冷凝的传热系数大于膜状冷凝传热系数。4.一列管换热器，列管规格为φ38×3,管长4m,管数127根，则外表面积Ｓo____________=_____________________，而以内表面积计的传热面积Ｓ1=________________________。5.套管换热器，内管外径d1、外管内径d2，则环隙的当量直径de=_________________。6.在包有二层相同厚度保温道上，应该将______________材料包在内层。7.平壁稳定传热如图所示，试判断λ1、λ2、λ3的大小顺序____________,以及每层热阻的大小顺序__________。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λ1<λ2<λ3。在稳定传热过程中，各层的热阻R______R2______R3；各层导热速率Q1______Q219.多层壁稳定传热，凡10.列管式换热器的壳程内设置折流挡板的作用在于状有____________________，____________________等。11.多层筒壁稳定若某层的热阻最大，则该层两侧的温差________；若某层的平均导热面积最大，流密度________________。12.冷凝现象有__________冷凝和__________冷凝，工业冷凝器的设计都按冷凝计设。13.将单程列管式换热器改为双程的增大。14.对流过程是__________和__________之间的传热15.在一卧式加热器中，利用水蒸汽冷凝来加热某种液体，应让加热蒸汽在____________程流动，加热器顶部设置排气阀是为了__________________________________。16.间壁换热器管壁温度t接近α____________一侧的流体温度；总传热系数Ｋ的数值接近____________________，折流挡板的形作用是__________，但这将使________减小，____________________________一侧的α值。17.在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在效的措施是____________________________。18.列管换热器中，用饱和水蒸汽加热空气。空气走管内，蒸汽走管间，则管壁温度接近＿＿＿＿的温度，总传热系数接近＿＿＿＿＿的对流19.水在管内作湍流流动，若使流速提高至原来的２倍，则其对流传热系数约为原来的____________倍。____________________，减少热阻的最有124.判断物性数值大小：λ金属α湍流λ液λ气；α空气α水；α水蒸汽冷凝α水；α过渡(同一物料)；α滴状冷凝α膜状冷凝(同物,同压)；二.选择题1.间壁传热时，各层的温度降与各相应层的热阻____________。Ａ成正比Ｂ成反比Ｃ没关系2.套管冷凝器的内管走空气，管间走饱和水蒸汽，如果蒸汽压力一定，空气进口温度一定，当空气流量增加时：传热系数Ｋ应（）Ａ增大3.在列管换热器中，用饱和蒸汽加热空气，下面两项判断是否合理传热管的壁温将接近乙．换热器总传热系数Ｋ将接近空气侧的对流传热系数。Ｂ减小Ｃ基本不变：____________甲．加热蒸汽温度；A甲乙均合理B甲乙均无理C甲合理，乙无理D乙合理，甲无理三．计算题1.某平壁工业炉的耐火砖厚度为0.213m,炉墙导热系数λ＝１．０３８ｗ／ｍ·ｋ。其外用导热系数为0.7W/m.℃的绝热材料保温。炉内壁温度为９８０℃，绝热层外壁温度为38℃,如允许最大热损失量为950W/m2。求：（１）绝热层的厚度；（２）耐火砖与绝热层的分界处温度。2.在内管为φ１８０１００℃冷却到６０℃，其平均比热Ｃ＝p出口温度分别为４０℃和５０℃，平均比热Ｃ＝p×１０ｍｍ的套管换热器中，将流量为３５００ｋＪ／ｋｇ℃，环隙走冷却水，其进７４ｋＪ／ｋｇ℃基于传热外面ｋｇ／ｈ的某液态烃从２．３８４．１积的总传热系数K=2000ｗ/ｍ℃,且保持不变。设热损失可以忽略。试求：2（１）冷却水用量；（２）计算两流体为逆流和并流情况下的平均温差及管长。3.为了测定套管式甲苯冷却器的传热系数，测得实验数据如下：冷却器传热面积Ａ＝２．８ｍ，甲苯的流量Ｗ＝２０００ｋｇ／ｈ，由８０℃冷却到４０℃，甲苯的平均比热Ｃ2h＝１．８４ｋＪ／ｋｇPh·℃。冷却水从２０℃升高到３０℃，两流体呈逆流流动，求所测得的传热系数Ｋ为多少？若水的比热Ｃ＝４．１８ｋＪ／ｋｇ·℃，问水的流量为多少？Pc4.在内管为φ189×10mm的套管换热器中，将流量为3500kg/h的某液态烃从100℃冷却到环隙走冷却水，其进出口温度分别为40℃和50℃，Ｋ=2000W/m2.℃，设其值恒60℃，其平均比热Ｃ=2.38kJ/kg.℃，p平均比热Ｃ＝4.17kJ/kg.℃，基于传热外面积的总传热系数p定，忽略热损失。试求：o（1）冷却水用量；（2）分别计算两流体为逆流和并流情况下的平均温差及所需管长。5.某厂一单管程单壳程列管换热器，程走热气体，流量为5000Kg/h，平均比热流量为4000Kg/h，平均比热3.14kJ/Kg.K，进口温度为200℃，求总传热系数K为多少(W/m2.K)；列管规格为φ25×2.5mm，管长6m，管数501根，管3.04kJ/Kg.K，进口温度500℃；壳程走冷气体，度30℃。逆流操作时，测得热气体的出口温6.在套一管换热器格为φ25×2.5mm)，从150℃冷却到100℃。冷却水4.18KJ/Kg℃。（1）已知溶液一侧的对流传热系数为1160W/m2℃，冷却水930W/m2℃，忽略管壁和污垢的热阻及热损失，求以传热外表面积为基准的总传热系数和冷却水的用量(kg/h)。（2）计算外表面积和管长。中用水逆流冷却某种溶液，溶液量为1.4kg/s，比热为2KJ/Kg℃，走内管(规走套管环隙，从25℃升温至60℃，水的比热为一侧的对流传热系数为K内管的7.有一台套管长３６ｍ，逆流操作，管５℃升到３５℃，现已知苯侧对流传热系数为２０３０ｗ／ｍ2传热系数为６６１０ｗ／ｍ·ｋ，苯侧垢层热阻为０．１８ｍ换热器，内管为φ38×2.5mm钢管，间4200ｋｇ／ｈ的苯液从６５℃冷却到·ｋ，水侧对流外管为φ５７×３mm钢管，换热管总内走水，将管３５℃，水温从２·ｋ／ｋｗ，苯液比热Ｃ22＝１．８０ｋＪ／ｋｇ·ｋ，钢导热系数λ＝４５ｗ／ｍ·ｋ。试计算：该换热器传热系数（２）水侧垢层热阻Ｒs2。p1（１）Ｋ8.用传一热面积为3m2由φ25×2.5mm的管子组成的单程列管式水将机油由200℃冷却至100℃,水走管内,油走管间。已知水和机油的质量流量分别为1000kg/h和1200kg/h,其比热4.18kJ/kg.K和2.0kJ/kg.K;水侧和油侧的对流传分别为2000W/m2.K和250W/m2.K,两流体动,忽略管壁和污垢热阻。计算说明该换热器是否合用?换热器,用初温为10℃的分别为热系数呈逆流流9.某厂用套一管热交换器，每小时冷凝２０００kg甲苯蒸汽，冷凝温度为１１０℃，甲苯的3

汽化潜热为３６３KJ/Kg,其冷凝传热系数为１４０００W/m2.℃。冷却水于１６℃及5000Kg/h的流量进入套管内管(内径为５０ｍｍ)作湍流流动,其对流传热系数为１７４０W/ｍ℃。水的比热可取为４．１９KJ/Kg℃。忽略壁及垢层的热阻且不计热损失。2试计算冷却水的出口温度及套管管长。10.有一套管式换热器管中流动为５００kg/h，其,内管为φ１８０×１０的钢管.用水冷却原油,采用逆流操作，水在内，冷却水的进口温度