4-传热习题要点
第四章传热
(一) 计算题
2 ______________
1、某流体通过内径为 100mn 圆管时的流传热系数为 120W/(m ?),流体流动的雷诺数 Re=1.2
X 105
,此时的对流传热系数关联式为
Nu =0.023Re 0.8
P J 4。
=(：宀(0
0095 宀F.
11
2
=1.11 a =1.11 X1oo=111w/( m 弋)
2 2
对流传热系数由原来的 100W/(m -C )，增至现在的111 W/(m -C )。
分析：由以上的计算可以看出， 由于矩形扁管的当量直径小于同周长圆的直径， 传热系数大于后者。因此用非圆形管道制成的换热器(如最近开发的螺旋扁管换热器) 般都具有高效的特点。
2、一立式换热器规格如下：管长 3m 管数30根，管径为 0 25X 2.5mm 管程为
用此换热器冷凝、冷却 CS 2饱和蒸气，使之从饱和温度 46 C 降至10 C,走管外，其
流量
W=0.07kg/s ，其冷凝潜热为 356kJ/kg ，比热容为1.05kW/(kg C )。水走管内，且与 CS 呈 逆流流
动。冷却水进出口温度为 5 C 和30C 。已知冷凝和冷却段基于换热管外表面的总传 热系数分别为
K 1=200W/(m 2 -C )和K 2=100 W/(m 2
-C )。问此换热器是否合用？
分析：判断一台换热器是否合用， 一般可以采用比较传热速率或传热面积的方法， 本例
采用后一种方法：分别计算已有换热器面积和所需换热器面积，
比较二者后即可以得出结论。
今拟改用周长与圆管相同、高与宽之比为
流传热系数有何变化？
1: 3的矩形扁管，而保持流速不变，试问对
解：由对流传热系数 a 的计算公式:
a =0.023 —
M du P W
d CT
当物性不变时a □cu
0.
8d ^0
.
2
??? u 不变,
???ax d 』2
求扁管的当量直径 de ：
设a 、b ,分别为矩形截面的宽与长 a
1
由题意一=—
b 3
解之 ^―
2(a +b) "d
de=/^ 2(a +b)
2沢冗d.Sd
8 8
3 3 亠心=2~x3.14x0.005=0.0295m 16 16 设a 、 2
a '分别为圆管与扁管的对流传热系数，
其对流
1。现拟选
本例不同之点在于：该换热器既作冷凝器又作冷却器，需分段计算所需面积，即冷凝段所需面积A1和冷却段所需面积A2,而A1、A的求得又须以△ t m b A t m2为前提。因此，解决该题的重点在于求出冷凝、冷却段交界处的冷却水温度，即冷却水离开冷却段的温度
解：(1 )以管子外表面为基准计算已有换热器的传热面积:
2
A = n 兀d 0L =30x3.14x 0.025x3 = 7.07m
(2)求所需的传热面积 ①冷凝段与冷却段的传热量
冷凝段的平均温差
46 C
冷却段的平均温差
46 T 46 C
③所需传热面积
A' =
A +A 2 =4.84 +1.61 = 6.45m 2
即已有传热面积大于所需传热面积，所以此换热器合用。
3、将流量为2200kg/h 的空气在蒸汽预热器内从 20C 加热到80C 。空气在管内作湍流流动,
Q=W
=0.07x356 =24.9kW
Q 2 =W h C p (T s -T 2 ) = 0.07x1.05(46-10)= 2065kW
②两段的平均温差
总传热量：Q =Q 1 +Q 2 =24.9+ 2.65 = 27.5kW 冷却水用量
27.5
心厂
4^^严
263kg/s
冷却水离开冷却段的温度
t=ti + Q 2
W C C P C
=^5^=7'4 C
30 一?
16 竝C 38.6
A t
m1 38.6-16 =—=16.4 C
,38.6 ln ---
7.4 L
38.6
A t
m2 一 In 38.6-5 ― ---- =16.4
38.6 5
冷凝段
冷却段
—
K 1加叶
200天25.7
Q 2
2.65X103
=4.84m 2
A 2
" K^t
m 2
100咒16.4 ""佃
A >A ', 冷 凝 段
冷 却 段
Q i
24.9 咒
由题意，n 为常数
(a )、( b ) 二式中C 1、C 2均为比例系数。
已知：Q2
- 1.2
Q 1
'
t 2 -t ,
(b)
116C 的饱和蒸汽在管外冷凝。现因工况变动需将空气的流量增加 温
度不变。问采用什么方法才能完成新的生产任务？请作出定量计算 不作变化)。
20%而空气的进、出口
(要求：换热器的根数
分析：由传热基本方程 Q=KA^t m 着眼考虑：空气流量增加 20%而进出口温度不变, 即Q 增加20%因为蒸汽的冷凝系数远大于空气的对流传热系数 气的对流传热系数。空气流量增加后， 大的要求，故可以改变的只有
,所以总传热系数K 接近空
总传热系数增大，但其增大的幅度不能满足热负荷增
△ t m 及 Ao
解：丁 O 蒸汽空气
，又管壁较薄可忽略其热阻
人
0.8 …
a 空气=0.023 Re Pr = 0.023
0.8 _ 0.4 djWs/p]pF 8 岸
4
-d 2
4
在物性不变的前提下
…C1：A
：8
(a)
二将(a )式代入：Q =C 2
W A"8
丛t m 丄
d 0.
8
设“ 1”，“ 2 ”分别代表工况改变前后的情况,
「 10.8
由(
b )式:
Q2 _
Q 1 _[W A ” L
2 d
1
L 1 u 丿仏
包们.8如 丄1人d 2丿*1
=1.20.
8
比较(a )、(b )二式得
t 2 -t 1 K A t m
将已知数据代入
增加冷凝量为
In 100-30 100 —t 2 1483(35 -30) ccc = ' )=0.0604 2x909x67.5 = 34.19
2W c C pc (t 2 -t 1) W Q
W c C p c (t 2 —t1)
=空空上型=164
35-30
即蒸气冷凝量增加了 由于原来的冷却水出口温度已经很低,
64%。此例可以帮助我们加深对控制热阻的理解。 冷却水流量加倍后，平均温差即传热推动力增加
很少，这可由t 2与t 2的比较看出。但因蒸气冷凝给热系数远大于冷却水的对流传热系数, 所以管内对流传热热阻就成为整个冷凝过程的控制热阻。
冷却水流量加倍后，管内对流传热
0 8
系数增大到原来的2 .=1.74倍，控制热阻相应降低，导致总传热系数几乎以与管内对流传 热系数相同的幅度增大， 结果使冷凝液大量增加， 由此可见, 率的一个重要途径。
降低控制热阻，是增大传热速
4、废热锅炉由* 25mm 2.5mm 的锅炉钢管组成。管外为水沸腾,
绝对压强为
2.8MPa ,管内
走合成转化气，温度由
550 C 降至450 C 。已知转化气一侧,
2
^1= 250W/(m 弋)水侧
% =10000W/(m 2 t) °若忽略污垢热阻，求换热管的壁温
w 及 t
w °
解：方法一:
(1) 先求总传热系数(以管子内表面为基准)
1
d i
d i
Ki =242w/(m K?
d m 巫
(2) 平均温度差=丄+0-0025 x 20+ 1 X 20
250 45 25 10000 25
2.8M Pa 下水的饱和00度 为 0.0000495 + 0.00008
△t m
：0500)41330)+ (450-230) _ 27^C
2
(3)热通量
q i q 。
"A
_Q _Ao = K4t m =242^270 =65.3kW/m 2
=K o 比 t m = K j 刍也 t m d
(4 )管壁温度
1)先着眼于管内的对流传热。
由牛顿冷却定律: q i "i fT -T w)
T= 550 +450 =500 乜
2
3
T w『辭500一誉=239C
②再眼于管外的对流传热
t w =t+鱼=230+523咒1
0 =235 C
a010000
方法二：
(1)先求传热过程的总热阻及分热阻(基于内表面)
R=K=R + R2 + R3 =丄+ b-d^ + -d-
% A d m ^0%
+ 空刍20
45 22.5 10000X25
250
=0.004 + 0.0000495 +
=0.00413( m2 C )/W
(2)再求管壁温度
在连续传热过程中，温降与热阻成正比。
T ~T W R1 tw —t =R
已知：t = 230 0c T = 55^M50 =500 C
2
R
t w = T- —(T —t)
R
500 - 0.004
(500 -230)=239 C
0.00413 R3
230 + O.000
* X (500 - 230) = 235
C
不变
6、平均温度为270 C 的机油从一 数为340W/(m 2
?C )，大气温度为12C 。试求：(1)每米管长的热损失； 系数为0.045W/(m ?C )，厚度为
假设管壁及污垢热阻可以忽略不计，外壁对空气的对流-辐射联合传热系数可用
a T =8+0.05t W 来计算。其中t w 表示壁温，C ；
a T 的单位为 W/(m 2
?C )。
解：(1)设油和空气的温度分别为
t 1、t 从热油和空气的传热来看
Q=KA(t
1
-t 2)
欲求Q 必先知K 而K 又与a T 有关。
由a T 的计算式可以看出，求解t W 是关键。但从外壁对周围环境的联合传热方程
Q= a T A(t W -
t)
分析，要想求得tW 又须知Q 。如此应采取试差法求解。
两种解法结果相同
分析：由于管内外水沸腾传热系数较大，管内合成转化气对流传热系数相对要小得多 所以壁温接近水的温度。 又因为管壁的热阻较小， 所以温降也小，也就是说管壁两侧温度比 较接近。两种方法略作比较可以发现，第二种方法更简捷、直观。
壁温的估算对工程技术人员十分重要。 无论选择换热器类型还是选定换热器都需要知道 壁温，一些对流传热系数的计算也需要知道壁温。
5、在列管换热器中用蒸汽加热空气， 不变，仅将：(1)空气的压强加倍； 试估算Q /?t m 将如何变化？
解： 由
蒸汽走完程，空气走管程且作湍流流动，若其它条件
(2)传热管的数目加倍
(1) Q =KA 0(蒸汽》0(空气 ”K △ t m
花Of 空气
Q/
△t m = K -A 止a 空气A
Re=
duP dG
由上可知, 当压强加倍后，管内空气的 P, U 将有所改变, 具体说增大U 减少，但质
量流速G = U P 不变。即 Re=dG 4不变。
o 不变 △ t m 亦不变化
(2)传热管数目加倍。 传热管数目加倍，则传热面积
Q/
A 加倍；但流通面积增大 1 倍后，流速相应减少1倍，管
内对流传热系数减至原来 0.50
。 = 0.574 倍。
(Q/At m )2 (QMt m )1
A =0.574x2=1.15
A
108mnrX 6mm 勺钢管中流过。 已知油对管壁的对流传热系
(2)若管外包以导热 20mm 勺玻璃棉作保护层，此时的热损失又为多少？
1、 2。
设未保温时管外壁温度为265C则
2
2
a T =8+0.05 X 250=20.5W/(m ? K) Q T =20.50 X 0.339(250-12)=1654W 校核壁温
1 1 1
2
—=——+ ------- =0.0517(m ?C )/W
K 340 20.5
K=19.3W/(m 2
? K)
Q ~ 19.3 X 0.339(250-12)=1688W Q T ~ Q,说明所设壁温合理。
故每米钢管的损失约为 1654十1688
=1671W
2
(2) 设保温后外壁温度为
50 C
2 a T =8+0.05 X 50=10.5W/(m ?C )
2
此时每米管长的外表面积
A T =n (0.108+0.04) X 1=0.465m
散热量 Q T =10.5 X 0.465(50-12)=186W 校核壁温
1
-t 2)
X 0.402(270-12)=190W
说明所设壁温合理。
186
+
190
=188W 为不保温时的 丄88
=11.3%。
其中
a T =8+0.05 X 265=21.3 W/(m 2
?C ) 每米钢管的外表面积
2
A= n dL=3.14 X 0.108 X 1=0.339m 散热
量
Q
T
= a T A(t wt)
=21.3 X 0.339(265-12)=1827W
校核壁温
Q=KA(t
1
-t 2)
1 1 ——十——
?1
Ot
1
+ ---
340 21.3
=0.0499 2,
(mC) 2
?c )
/W
K=20W/(m
Q=20 X 0.339(270-12)=1753W
稳定传热时，Q 应等于Q 现Q>Q 说明假设的壁温偏高。
重设 tv=250C
由于增加了保温层的热阻
b
，总热阻
1 =丄+丄
K % a T
A
二+丄
340 10.5
+
0.02
=0.543(m 2
-C )/W
0.045
2
K=1.84W/(m ?C )
传热面积取保温层内、外表面积的平均值
A= 0.33^0465 =0.402m 2
Q=KA(t =1.84 Q ~ C T ,
故保温后每米钢管热损失仅有
2 1671
2
分析：比较保温前后可以看出：保温前总热阻为
0.0517（m 2
「C ）/W ，保温后总热阻为
0.543（m 2
? C ）/W ,大了一个数量级；保温前钢管外壁温度为 250 C,保温后保温层表面温度 降至50C ，下降了 200Co
本例提示我们：高温设备经保温可极大限度地减少热损失，因此是十分必要的。
7、用传热面积 A=1m 2
的蛇管加热器加热容器中的某油品，拟将油温从
2
t 2 =80七。已知加热器的总传热系数 K =200W/（m ?七），油品质量m = 500kg ，比热
容C p = 2.2kJ /（kg P ） o 容器外表面散热面积 S 2 =12m 2
,空气温度=20C ,空气与器 壁的对流传热系数 a =10W/（m 2
”乜），加热蒸汽的压强为 250kPa 。试求:
（1） 所需加热时间； （2） 油品能否升至90 P o
不考虑管壁热阻及油与壁面的对流传热热阻。
分析：显然，这也是个不定态的问题。蒸气通过蛇管加热器使油品不断升温，当油品 温度超过容器外空气温度后在自身升温的同时又不断向器外空气散热。 器内、器外传热推动
力都随时间不断变化。但不管情况如何改变， 热平衡关系却总是成立的。因此，求解本题的
关键在于找出其间这样一个平衡关系： 蒸气的加热速率等于油品的吸热速率与容器向外散热
速率之和。
又：油温升高的过程即为器壁向环境散热量不断增加的过程，直至这两个过程速率相 等。此时的油品温度即为其可能达到的最高温度。
解：油品从20 P 升至80 9所需时间 查表得，250K Pa 时蒸气的饱和温度 T A =127C 蛇管加热器的传热速率
pix
KA （Ts-t ）=mc 卩飞十叽让-怙）
将已知条件代入
200x1x(127 -t )=500 X 2.2 X103
史 + 10x12(t-20) d 日
d 日=3438
— 86.9- t
日 c
80
dt
[d 日=3438 f ----- 0 '2086.9 —t
t i = 20匸升至
式中t
任一瞬间油品温度,
油品的吸热速率
9 dt
Q 」mc
P de
器壁的散热速率 Q a "A2(t - 由热平衡关系
Q^Q^Q a
整理 积分
86.9- 20 Q =3438 In 86.9- 80
= 7810s = 2.17h
(2) 油品可能升至的最高温度
令加热器的传热量与器壁的散热量相等
KAM A -1 )=a A2(t —t a)
200>dx(127-t)=10>d2(t-20)
解之
由计算结果知：油品从 20C 升至80C 需2.17h 。油温最高升至 86.9 C,不能达到 90C 。
8、欲将一容器中的溶液进行加热，使其从
30C 加热至60C ，容器中的液量为 6000 kg ，用
2
夹套加热，传热面积为 6m ，容器内有搅拌器，因此器内液体各处的温度可视为均匀的, 加热蒸气为0.1MPa 的饱和水蒸气，传热系数为800w/m 2
”C,求将溶液由30C 加热至60 C 所需要的时间?
已知溶液比热为5kJ/kg C,热损失忽略不计。 解：溶液从30 C 被加热到60 C 所需的热量:
Q t =wC p (t 2 -tj =6000咒5"03(60-30) =9>dO 8J
而夹套的传热效率：Q = KA 也t m
其中，对于0.1 MPa 的饱和水蒸气，T =100 C
6^3^ =53.6 C
.T -t 1 , 100—30 ln --- ln T-t 2 100—60
则 Q =800? 53.6 =2.57xi0
5
w
???所需加热时间为：T =2=
9
^10
5 =3.5x103
s=0.972h
Q 2.57咒105
9、现有两台单壳程单管程的传热面积均为
20m 2
的列管式空气加热器，每台加热器均由
64
根?57 X 3.5mm 钢管组成。壳程为170C 的饱和水蒸气冷凝(冷凝潜热 r = 2054kJ /kg ), 空气入口温度t i =30C,流量为2.5kg/s ，以湍流方式通过管内。
(1 )若两台换热器并联使用，通过每台热换器的空气流量均等，此时空气的对流传
代入数据
t =86.9 C <90 C
热系数为38W/m2C,求空气的出口温度t2及水蒸气的总冷凝量w0为多少?
(2 )若二台换热器改为串联使用， 问此时空气的出口温度t 2'及水蒸气的总冷凝量 W0
T —12
为多少?
假定空气的物性不随温度压力而变化，视为常量 c p =1/kg ”C 。
解：(1)两台并联使用:
2
Ct 空 ?Ct 蒸K = ^空=38W/m
JC
对于其中一台： 些C p 2^2-^) = KA&m
2 p
W o
二寸c P2（t 2-t 1）=KA T t
2
In j T -t 2
1 T -t
即：一w 2c p2 ln --- = KA
2 T — t ?
1 170 — 30
二—X2.5X1X103
In ------- =38咒20 解得：t^ 93.8 C 2 170—12
即空气的出口温度t 2为93.8 C
两台的传热量：2Q = W 2C P2（t'2—t i ） =2.5"0
3
（93.8-30） =1.595"O 5W
巡=匸
595
*1
] =0.0777kg/s= 280kg / h 2054 X103
(2 )两台串联使用: W 2
= 1.741。空=1.741x38=66.2W/m 2
弋
K' = a '空=66.2W/m 2
C
t 2 —tl 蒸汽总冷凝量：w 0 =
r
叫
□
坐 f
8
=20.
8
w 2
= 1.741
(2 )若二台换热器改为串联使用， 问此时空气的出口温度t 2'及水蒸气的总冷凝量 W0
T —12
' '
.'
'
'
t 2 —b
W 2C p 2（t 2
-t 1）= K （2A ） "A t m = W 2C P2（t 2 -t 1）= K （2A 厂
I T -t 1 In
T 一仏
即：w2c p2ln ----- = 2K A
p T -1
2
2 5咒103|n 170 ~30 =2x66.2x20 12 =121
乜
170 —t 2
即空气的出口温度*2=1219
总传热量：Q^w2c p2(t 2 -tj =2.5X103(121-30)=2.275X105W
' 5
水蒸汽总冷凝量：w'。=Q = 2.275 ^10
3 = 0.111kg/s = 400kg/h
r 2054 X103
10、有一套管换热器，管内为?54咒2mm，套管为申116x4mm的钢管，内管中苯被加热,
苯进口温度为50 C,出口温度为80C，流量为4000 Kg / h。环隙为133.3 C的饱和水蒸气
冷凝，其汽化热为2168.1KJ / Kg，冷凝传热膜系数为11630W/m2-K。苯在50?80C
之间的物性参数平均值为密度P =880KJ/m3,比热C p =1.86KJ/Kg C,粘度
3 2 2
卩=0.39x10 Ns/m，导热系数入=0.134W/m”K，管内壁垢阻为0.000265cm /W , 管壁及管外侧热阻不计。试求：
(A)加热蒸汽消耗量；
(B)所需的传热面积(以内管外表面计) 。
(C)当苯的流量增加50%要求苯的进出口温度不变，加热蒸汽的温度应为多少? 解：(1)加热
蒸汽消耗量：
Dr =W2C p2(t2 -tj
=D X2168.1 =4000X1.86(80 -50)
D =103kg/h
(2)内管中苯的流速:
4000/3600
2 =0.643m/s
0.785d；880 咒0.785X0.052
R'd2uJ0.05y643；880 =7.245"04 湍流卩0.39X10
W2 / P
T -t 2
二 1.5W 2C p2(t 2 —tj = K'A^t'm
=1.5W 2C p2(t 2 —tj = K'A
即：1.5w 2C p2 ln
T
t = K'A T'—t 2
R 丄空也竺归5.41
0.134
—2 =0.023 上 R ；8P,4
d 2
"023
需⑺254
^)0.8?1 宀
937W/m 2
fc
则以内管外表面计的传热系数为:
% Ot 2 d 2 d 2
—5
^ +
54
X 0.000265
11630 937x50
50
A t
K =656W/m 2
C
t 2 - t i 80-50 = 67.2 C
,133.3-50 In
二 W 2
C p2
(t
^ -t 1^ - KA ^
t
m
4000
3600
' 3 )x1.86x103
(80-50) =656^x67.2 A = 1.41m 2
(3) 苯的流量增加50%而进出口温度不变,
or ' 则」=1.5°.8
=1.383
2
=a '2 =1.383x937 =1296W/m ”C
d' d 1
k'
d 1 K' K a'2d 2
)
d 1 54 *^2 d 2
1
+
656 1296X50
54 937x50
2
=K'=830W/m 2
C
(以内管外表面计)
r 70-25
t ； —25 _ 150 -95.3
-150-100
T t ； = 74.2 C
4000 3 T'—50
=1.5x ( )x 1.86x 10 In =830x1.41
3600 T'-80
解得：T' = 145.2 C
即苯的流量增加50灿温度不变时，加热蒸汽的温度应为
11、有一换热器，并流操作时，冷流体进出口温度分别为
分别为150 C 和100C o 若在两种流体流量和进出口温度均不
变的条件下，将并流操作改为 逆流操作，试问该换热器的传热速率和传热平均温度差有何变化？(定量说明)
计算时可视为O 和K 常量。 逆流操作时：
/.热流体为最小热溶流体
并流时：传热速率 Q -W J C R H -T 2 kwlJlSO-IOOi-SOwC R (1)
名=1—ex P E N T U 1 好-尺
1
R-ex 卩氏叫口-如 0.9-ex pb .751(1-0.99
T i -T 2
t 2 —ti
145.2 Co
25 C 和70 C ，热流体进出口温度
色=(1-e
NTU
1(1-R 1))/(R 1
-e
NTU1
(1-R 1))
农2 =(1-e
NTU2
(1-R 2))/(R 2
-e
NTU2
(1-R 2))
解：’? W 1C p 1
_t2-t 1
W 2C
p 2
T 1 -T 2 70-25
"150—100
= 0.9 = R 1
传热平均温差A t m
=e -t 1 )-(T 2 -12 )_ (150-25)-(100-70) = 66 6C
ln^ 100-70
NTu 1 = KA
w 1C
P 1
」1 -T2
= 30=0.751
66.6
逆流时:
NTu 1 =NTu 1 = 0.751 Rq = R-l
= 0.9
1-ex pl0.751(1-0.99 =0 438
T i —ti
=氓=0.438 150-25
=T2' = 95.3 °C
即增大9.4%。 12、一长度为3m 管外径为 为120C ，周围空气的温度为 (1 )每米管道因自然对流而产生的热损失为多少 ？ (2)若管外包一层40mm 的保温层后，保温层外表面温度降至 60 C ,上述热损失减至多少？
120+20
解：(1)定性温度=
20
=70 C ,在此温度下空气的物性为
2
入= 2.96x10，W/(m 2
弋) P =2.92x10'1/C
U =2.00x10f 2
/s P r =0.701
_ L’PgAt _ 33
咒2.92天10°咒9.81(120-20)
G
r _ 2 _ -5 2
V
(2X10 )
11
=1.93x10
G r P r =1.9^101
^0.70^1.3^1011
几
n
a =C —(Gr 卩)
L
2.96X10’
= 0.135x =6。84W/ (mC)
Q
”■.传热速率： Q = w 1C P t (T ] —T2')= W Q R (150 - 95.3 )= 54.7w 1 C 卩丄
传热平均温差A t m
(T 1 -t 2 )-(T 2'-t1 ) (150-74.2)-(95.3-25)
Ji — T^t 1
ln
150
一 742
=73.0
则传热速率增大:
Q' 54
込=1.094
5OW 1C p 1
传热平均温差增大：A t m
△t m
需皿
6
即增大9.6%。
131mm 管内通有123 C 饱和蒸汽的竖直加热管。管外壁的温度 20 C ，试求： 查表得：G =0.135
n =1/3
(1.36咒1011)1/3
L =a(t w -t f)兀d
= 6.84(120 -20)X3.14X0.131 = 281W/m
(完整版)传热学期末考试试题
传热学（一） 第一部分选择题 ?单项选择题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1. 在稳态导热中 , 决定物体内温度分布的是 ( B) A. 导温系数 B. 导热系数 C. 传热系数 D. 密度 2. 下列哪个准则数反映了流体物性对对流换热的影响 ?(C ) A. 雷诺数 B. 雷利数 C. 普朗特数 D. 努谢尔特数 3. 单位面积的导热热阻单位为 ( B)
A. B. C. D. 4. 绝大多数情况下强制对流时的对流换热系数 (C ) 自然对流。 A. 小于 B. 等于 C. 大于 D. 无法比较 5. 对流换热系数为 100 、温度为 20 ℃的空气流经 50 ℃的壁面，其对流换热的热流密度为（D ） A. B. C. D. 6. 流体分别在较长的粗管和细管内作强制紊流对流换热，如果流速等条件相同，则（ C） A. 粗管和细管的相同 B. 粗管内的大 C. 细管内的大 D. 无法比较 7. 在相同的进出口温度条件下，逆流和顺流的平均温差的关系为（ A） A. 逆流大于顺流 B. 顺流大于逆流 C. 两者相等 D. 无法比较
8. 单位时间内离开单位表面积的总辐射能为该表面的（A ） A. 有效辐射 B. 辐射力 C. 反射辐射 D. 黑度 9. （D ）是在相同温度条件下辐射能力最强的物体。 A. 灰体 B. 磨光玻璃 C. 涂料 D. 黑体 10. 削弱辐射换热的有效方法是加遮热板，而遮热板表面的黑度应（B ） A. 大一点好 B. 小一点好 C. 大、小都一样 D. 无法判断 第二部分非选择题 ?填空题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分） 11. 如果温度场随时间变化，则为。非稳态温度场
化工原理第一章题库与解答
一、单选题 1.单位体积流体所具有得( )称为流体得密度。 A A 质量; B 粘度; C 位能; D 动能。 2.单位体积流体所具有得质量称为流体得( )。 A A 密度; B 粘度; C 位能; D 动能。 3.层流与湍流得本质区别就是( )。 D A 湍流流速＞层流流速; B 流道截面大得为湍流,截面小得为层流; C 层流得雷诺数＜湍流得雷诺数; D 层流无径向脉动,而湍流有径向脉动。 4.气体就是( )得流体。 B A 可移动; B 可压缩; C 可流动; D 可测量。 5.在静止得流体内,单位面积上所受得压力称为流体得( )。 C A 绝对压力; B 表压力; C 静压力; D 真空度。 6.以绝对零压作起点计算得压力,称为( )。 A A 绝对压力; B 表压力; C 静压力; D 真空度。 7.当被测流体得( )大于外界大气压力时,所用得测压仪表称为压力表。 D A 真空度; B 表压力; C 相对压力; D 绝对压力。 8.当被测流体得绝对压力( )外界大气压力时,所用得测压仪表称为压力表。 A A 大于; B 小于; C 等于; D 近似于。 9.( )上得读数表示被测流体得绝对压力比大气压力高出得数值,称为表压力。 A A 压力表; B 真空表; C 高度表; D 速度表。 10.被测流体得( )小于外界大气压力时,所用测压仪表称为真空表。 D A 大气压; B 表压力; C 相对压力; D 绝对压力。 11、流体在园管内流动时,管中心流速最大,若为湍流时,平均流速与管中心得最大流速得关 系为( )。 B A、 Um＝1/2Umax; B、 Um＝0、8Umax; C、 Um＝3/2Umax。 12、从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差就是( )。 A A、与指示液密度、液面高度有关,与U形管粗细无关; B、与指示液密度、液面高度无关,与U形管粗细有关; C、与指示液密度、液面高度无关,与U形管粗细无关。 13、层流底层越薄( )。 C A、近壁面速度梯度越小; B、流动阻力越小; C、流动阻力越大; D、流体湍动程度越小。 14、双液体U形差压计要求指示液得密度差( ) C A、大; B、中等; C、小; D、越大越好。 15、转子流量计得主要特点就是( )。 C A、恒截面、恒压差; B、变截面、变压差; C、恒流速、恒压差; D、变流速、恒压差。 16、层流与湍流得本质区别就是:( )。 D A、湍流流速>层流流速; B、流道截面大得为湍流,截面小得为层流; C、层流得雷诺数<湍流得雷诺数; D、层流无径向脉动,而湍流有径向脉动。 17、圆直管内流动流体,湍流时雷诺准数就是( )。 B A、 Re ≤ 2000; B、 Re ≥ 4000; C、 Re = 2000～4000。 18、某离心泵入口处真空表得读数为 200mmHg , 当地大气压为101kPa, 则泵入口处得绝对压强为( )。 A
化工原理传热复习题
传热复习题1 （1）保温瓶在设计和使用过程中采取了哪些防止热损失的措施？ 答：首先，保温瓶瓶胆设计成玻璃夹层结构。夹层因空气被抽出接近真空，可防止对流散热损失。其次，瓶胆夹层内两表面均镀有银、铝等低黑度涂层，增加了辐射传热热阻大幅度降低了辐射散热量。举例说，如夹层内壁温度为98οC ，外壁温度为28ο C ，黑度为0.95的玻璃表面镀上黑度为0.02的银层后,其辐射散热量可由原来的5502m W 降至6.152m W 。第三，在使用保温瓶时，瓶盖选用导热系数很小的软木制作， 大，在数值上常视为相等，但就其本质讲，含义是完全不同的。 （4）何谓换热器的控制热阻? 答:换热器的总热阻1/K 主要取决于冷、热流体的对流传热热阻，当然也和管壁的热阻及污垢热阻有关，即， λ ααb K i ∑++=0111 若忽略管壁及污垢热阻，则有 1 11αα+≈i K
如果i α和0α相接近，也就是两种流体的传热阻力差不多时，在谋求强化传热过程中，一般要考虑把 i α、0α都增大。但往往有这种情况，两者的α 值相差很大，例如i α>>0α,则 1 1 αα<< i 。 这时 11α≈K K ≈0α 即总传热系数K 值接近对流传热系数小的一侧流体的α 值，在本例条件下总热阻完全被管外的对流传热热阻所控制。1/0α被称为控制热阻。 答：不正确。 冷却介质的出口温度越高，其用量越小，回收热能的品位也越高，动力消耗也随之减小。但出口温度升高的结果，导致传热推动力即对数平均温差降低，所需传热面积增大，设备费用增大。因此必须从综合角度考虑，全面加以权衡，确定一个适宜的出口温度。 对于常用的冷却介质工业水，出口温度不宜过高。还因为工业水中含有许多盐类。如CaCO 3、 MgCO 3、CaS04、、MgSO 4等。若出口温度过高，上述盐类就会因溶解度减小而析出，附在器壁表面上形成热阻很大的垢层，使传热过程恶化。尽管可以采取在冷却水中添加阻垢剂等化学方法，但至少从目前看，效果很有限。所以无节制了提高冷却介质出口温度的方法是行不通的。设计时常取冷却水进、出口的温度差为5-10℃ 四`选择题
传热学部分思考题汇总
教材上的思考题 第8章 思考题 1．试说明热传导（导热）、热对流和热辐射三种热量传递基本方式之间的联系与区别。 区别：它们的传热机理不同。导热是由于分子、原子和电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递现象，其本质是介质的微观粒子行为。热对流是由于流体的宏观运动，致使不同温度的流体相对位移而产生的热量传递现象，其本质是微观粒子或微团的行为。辐射是由于物体内部微观粒子的热运动而使物体向外发射辐射能的现象，其本质是电磁波，不需要直接接触并涉及能量形式的转换。 联系：经常同时发生。 2．试说明热对流与对流换热之间的联系与区别。 热对流是由于流体的宏观运动，致使不同温度的流体相对位移而产生的热量传递现象。对流换热是流体与固体表面之间由热对流和导热两种传热方式共同作用导致的传热结果。 3. 从传热的角度出发，采暖散热器和冷风机应放在什么高度最合适？ 答：采暖器和冷风机主要通过对流传热的方式使周围空气变热和变冷，使人生活在合适的温度范围中，空气对流实在密度差的推动下流动，如采暖器放得太高，房间里上部空气被加热，但无法产生自然对流使下部空气也变热，这样人仍然生活在冷空气中。为使房间下部空气变热，使人感到舒适，应将采暖器放在下面，同样的道理，冷风机应放在略比人高的地方，天热时，人才能完全生活在冷空气中 4．在晴朗无风的夜晚，草地会披上一身白霜，可是气象台的天气报告却说清晨最低温度为2℃。试解释这种现象。但在阴天或有风的夜晚（其它条件不变），草地却不会披上白霜，为什么？ 答：深秋草已枯萎，其热导率很小，草与地面可近似认为绝热。草接受空气的对流传热量，又以辐射的方式向天空传递热量，其热阻串联情况见右图。所以，草表面温度t gr 介于大气温度t f 和天空温度t sk 接近，t gr 较低，披上“白霜”。如有风，hc 增加，对流传热热阻R 1减小，使t gr 向t f 靠近，即t gr 升高，无霜。阴天，天空有云层，由于云层的遮热作用，使草对天空的辐射热阻R 2增加，t gr 向t f 靠近，无霜（或阴天，草直接对云层辐射，由于天空温度低可低达-40℃），而云层温度较高可达10℃左右，即t sk 在阴天较高，t gr 上升，不会结霜）。 5．在一有空调的房间内，夏天和冬天的室温均控制在20℃，但冬天得穿毛线衣，而夏天只需穿衬衫。这是为什么？ 答：人体在房间里以对流传热和辐射传热的方式散失热量，有空调时室内t fi 不变，冬天和夏天人在室内对流散热不变。由于夏天室外温度0f t 比室内温度fi t 高，冬天0f t 比fi t 低，墙壁内温度分布不同，墙壁内表面温度wi t 在夏天和冬天不一样。显然，wi t 夏>wi t 冬 ，这样人体与墙壁间的辐射传递的热量冬天比夏天多。在室温20℃的房间内，冬天人体向外散热比夏天多而感到冷，加强保温可使人体散热量减少，如夏天只穿衬衫，冬天加毛线衣，人就不会感到冷。 第十一章（基本概念较多，就交给你了！！） 第十二章 没找到现成的。。
化工原理传热习题及答案汇总
化工原理习题及答案 第五章传热 姓名____________班级____________学号_____________成绩______________ 一、填空题： 1.（6分）某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失,若容器外表温度为500℃, 而环境温度为20℃, 采用某隔热材料,其厚度为240mm,λ=0.57w.m.K,此时单位面积的热损失为_______。(注:大型容器可视为平壁) ***答案*** 1140w 2.（6分）某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失,若容器外表温度为500℃, 而环境温度为20℃, 采用某隔热材料,其厚度为120mm, λ=0.25w.m.K,此时单位面积的热损失为_______。(注:大型容器可视为平壁) ***答案*** 1000w 3.（6分）某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失,若容器外表温度为150℃, 而环境温度为20℃,要求每平方米热损失不大于500w, 采用某隔热材料,其导热系数λ=0.35w.m.K,则其厚度不低于_______。(注:大型容器可视为平壁) ***答案*** 91mm 4.（6分）某间壁换热器中,流体被加热时,圆形直管内湍流的传热系数表达式为___________________.当管内水的流速为0.5m.s,计算得到管壁对水的传热系数α=2.61(kw.m.K).若水的其它物性不变,仅改变水在管内的流速,当流速为0.8m.s,此时传热系数α=_____________. ***答案*** α=0.023(λ/d)Re Pr α=3.81(kw.m.K) 5.（6分）某间壁换热器中,流体被加热时,圆形管内湍流的传热系数表达式为_____________________.当管内水的流速为0.5m.s,计算得到管壁对水的传热系数α=2.61(kw.m.K).若水的其它物性不变,仅改变水在管内的流速,当流速为1.2m.s,此时传热系数α=________________. ***答案*** α=0.023(λ/d)Re Pr α=5.26(kw.m.K) 6.（3分）牛顿冷却定律的表达式为_________，给热系数（或对流传热系数）α的单位是_______。 ***答案*** q=αA△t w.m.K 7.（4分）某并流操作的间壁式换热器中,热流体的进出口温度为90℃和50℃,冷流体的进出口温度为30℃和40℃,此时传热平均温度差△t=_________. ***答案*** 27.9K 8.（4分）某并流操作的间壁式换热器中,热流体的进出口温度为90℃和50℃,冷流体的进出口温度为15℃和30℃,此时传热平均温度差△t=_________. ***答案*** 41.6K 9.（2分）热量传递的方式主要有三种:_____、_______、__________. ***答案*** 热传导热对流热辐射 10.（6分）圆筒壁总传热系数K与间壁两侧对流传热系数α.αλ的关系为_________.当间壁管规格为φ108×4mm,导热系数为45(w. m.K)时,管内外两侧给热系数分别为8000 (w.m.K)和1200(w.m.K)时,总传热系数K__________. ***答案*** 1/K=1/α+bd/λd+1d/αd 946(w.m.K) 11.（4分）某逆流操作的间壁式换热器中,热流体的进.出口温度为80℃和50℃,冷流体的
传热部分习题
传热部分习题答案 1-7 热电偶常用来测量气流温度。如附图所示，用热电偶来测量管道中高温气流的温度T f ,壁管温度f w T T <。试分析热电偶结点的换热方式。 解：具有管道内流体对节点的对流换热，沿偶丝到节点的导热和管道内壁到节点的热辐射 1-21 有一台气体冷却器，气侧表面传热系数1h ＝95W/(m 2 .K)，壁面厚δ＝2.5mm ， )./(5.46K m W =λ水侧表面传热系数58002=h W/(m 2.K)。设传热壁可以看成平壁，试计 算各个环节单位面积的热阻及从气到水的总传热系数。你能否指出，为了强化这一传热过程，应首先从哪一环节着手？ 解： ;010526.0111== h R ;10376.55.460025.052-?===λδR ; 10724.1580011423-?===h R 则λδ++= 21111 h h K ＝94.7 )./(2 K m W ，应强化气体侧表面传热。 1-22 在上题中，如果气侧结了一层厚为2mm 的灰，)./(116.0K m W =λ;水侧结了一层厚为1mm 的水垢)./(15.1K m W =λ。其他条件不变。试问此时的总传热系数为多少？ 解：由题意得 5800115.1001.05.460025.0116.0002.09511 111 2 3322111++++= ++++= h h K λδλδλδ ＝34.6)./(2 K m W 1-32 一玻璃窗，尺寸为60cm cm 30?，厚为4mm 。冬天，室内及室外温度分别为20℃及 -20℃，内表面的自然对流换热表面系数为W ，外表面强制对流换热表面系数为50)./(K m W 。玻璃的导热系数)./(78.0K m W =λ。试确定通过玻璃的热损失。 解： λδA Ah A h T + +?= Φ2111 ＝57.5W -2 一冷藏室的墙由钢皮矿渣棉及石棉板三层叠合构成，各层的厚度依次为0.794mm.,152mm 及9.5mm ，导热系数分别为45)./(K m W ,0. 07)./(K m W 及0.1)./(K m W 。冷藏室的有效换热面积为37.22 m ，室内外气温分别为-2℃及30℃，室内外壁面的表面传热系数可分别按 1.5)./(2K m W 及 2.5 )./(2 K m W 计算。为维持冷藏室温度恒定，试确定冷藏室内的冷却排管每小时需带走的热量。 解：由题意得 332211212 111λδλδλδ++++-? =Φh h t t A ＝2.371.00095.007.0152.045000794.05.215.11) 2(30?+ +++-- ＝357.14W 357.14×3600＝1285.6KJ
《传热学》考试试题库汇总#
《传热学》考试试题库汇总 第一章概论 一、名词解释 1.热流量:单位时间所传递的热量 2.热流密度:单位传热面上的热流量 3.导热:当物体有温度差或两个不同温度的物体接触时,在物体各部分之间不发生相对位移的情况下,物质微粒(分子、原子或自由电子) 的热运动传递了热量,这种现象被称为热传导,简称导热。 4.对流传热:流体流过固体壁时的热传递过程,就是热对流和导热联合用的热量传递过程,称为表面对流传热,简称对流传热。 5.辐射传热:物体不断向周围空间发出热辐射能,并被周围物体吸收。同时,物体也不断接收周围物体辐射给它的热能。这样,物体发出和接收过程的综合结果产生了物体间通过热辐射而进行的热量传递,称为表面辐射传热,简称辐射传热。 6.总传热过程:热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程,称为总传热过程,简称传热过程。 7.对流传热系数:单位时间单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K 是的对流传热量,单位为 W /(m2·K) 。对流传热系数表示对流传热能力的大小。 8.辐射传热系数:单位时间单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K 是的辐射传热量,单位为 W /(m2·K) 。辐射传热系数表示辐射传热能力的大小。 9.复合传热系数:单位时间单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K 是的复合传热量,单位为 W /(m2·K) 。复合传热系数表示复合传热能力的大小。 10.总传热系数:总传热过程中热量传递能力的大小。数值上表示传热温差为 1K 时,单位传热面积在单位时间的传热量。 二、填空题 1. 热量传递的三种基本方式为 (热传导、热对流、热辐射) 2. 热流量是指单位是。热流密度是指 ,单位是。 (单位时间所传递的热量, W ,单位传热面上的热流量, W/m2) 3. 总传热过程是指 (热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程,总传热系数 ) 4. 总传热系数是指 (传热温差为 1K 时,单位传热面积在单位时间的传热量, W /(m2·K) ) 5. 导热系数的单位是 ;传热系数的单位是。 (W /(m·K) , W /(m2·K) , W /(m2·K) ) 6. 复合传热是指 ,复合传热系数等于之和,单位是。 (对流传热与辐射传热之和,对流传热系数与辐射传热系数之和, W /(m2·K) ) 7. 单位面积热阻 r t 的单位是 ;总面积热阻 R t 的单位是。 (m 2·K/W, K/W) 8. 单位面积导热热阻的表达式为 (δ/λ) 9. 单位面积对流传热热阻的表达式为 (1/h) 10. 总传热系数 K 与单位面积传热热阻 r t 的关系为。 (r t =1/K) 11. 总传热系数 K 与总面积 A 的传热热阻 R t 的关系为。
化工原理传热题库
第四章《传热》练习题 一、选择题 1、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； D、要提高K值，应从降低最大热阻着手； 答案：C 2、揭示了物体辐射能力与吸收率之间关系的定律是（）。 A、斯蒂芬-波尔兹曼定律；C、折射定律； B、克希霍夫定律；D、普郎克定律； 答案：B 3、在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（），走壳程的有（）。 A、高压流体； B、蒸汽； C、易结垢的流体； D、腐蚀性流体； E、粘度大的流体； F、被冷却的流体； 答案：A、C、D；B、E、F 4、影响对流传热系数的因素有( )。 A、产生对流的原因； B、流体的流动状况； C、流体的物性； D、流体有无相变； E、壁面的几何因素； 答案:A、B、C、D、E 5、某套管换热器，管间用饱和水蒸气将湍流流动的空气加热至指定温度，若需进一步提高空气出口温度，拟将加热管管径 增加一倍（管长、流动状态及其他条件均不变），你认为此措施是( )。 A、不可行的； B、可行的； C、可能行，也可能不行； D、视具体情况而定； 答案：A 解：原因是：流量不变 2 d u=常数 当管径增大时，a. 2 / u l d ∝ ， 0.80.2 1.8 /1/ u d d α∝=
b. d 增大时，α增大，d α∝ 综合以上结果， 1.81/A d α∝，管径增加，A α下降 根据 ()21p mc t t KA -=m Δt 对于该系统K α≈∴2112ln m t t KA t A T t T t α-?≈-- 即 121ln p mc A T t T t α=-- ∵A α↓ 则 12ln T t T t -↓-∴2t ↓ ? 本题在于灵活应用管强制湍流表面传热系数经验关联式：0.80.023Re Pr n u N =，即物性一定时，0.80.2/u d α∝。 根据连续性方程，流量不变时，24V d u π ==常数，所以管径变化，管流速也发生变化。管间用饱和水蒸气加热，热阻小， 可以忽略不计，总热阻近似等于管传热热阻，即K α≈ 6、对下述几组换热介质，通常在列管式换热器中K 值从大到小正确的排列顺序应是（ ）。 A 、②>④>③>①； B 、③>④>②>①； C 、③>②>①>④； D 、②>③>④>①； 冷流体 热流体 ① 水 气 体 ②水沸腾 水蒸气冷凝 ③ 水 水 ④ 水 轻油 答案：D 7、为了在某固定空间造成充分的自然对流，有下面两种说法： ①加热器应置于该空间的上部；②冷凝器应置于该空间的下部； 正确的结论应该是（ ）。 A 、这两种说法都对； C 、第一种说法对，第二种说法错； B 、这两种说法都不对； D 、第二种说法对，第一种说法错； 答案：B
化工原理传热习题
第五章练习 1、棉花保温性能好，主要是因为______。 （A）棉纤维素导热系数小； （B）棉花中含有相当数量的油脂； （C）棉花中含有大量空气，而空气的运动又受到极为严重的阻碍； （D）棉花白色，因而黑度小。 2、在房间中利用火炉进行取暖时，其传热方式为； （A）传导和对流 （B）传导和辐射 （C）传导、对流和辐射，但对流和辐射是主要的。 3、一定流量的液体在一φ25×2.5mm的直管内作湍流流动，其对流传热系数α＝1000w/m2.℃。如流量与物性都不变，改用一 φ19×2mm的直管，则其α值将变为_______w/m2.℃。 （A）1059 （B）1496 （C）1585 （D）1678 4、有一列管换热器，由38根φ25×2.5无缝钢管组成，某有机蒸汽在管外冷凝，管内通冷却水，水流速0.5m/s，相应的Re>104及对流传热膜系数为α，当水流量减为一半时，对流传热膜系数改变为α'＝_____。 （A）α'=（1/2）α（B）α'>（1/2）α （C）α'<（1/2）α（D）不一定 5、蒸汽冷凝时的热阻_______。 （A）决定于汽膜厚度（B）决定于液膜厚度 （C）决定于汽膜和液膜厚度（D）主要决定于液膜厚度，但汽膜厚度也有影响 6、沸腾传热的的过热度增大，其传热系数_________。 （A）增大（B）减小 （C）只在某范围变大（D）沸腾传热系数与过热度无关 7、在一列管式换热器中，用冷却水冷凝酒精蒸汽，冷却水应走_______。 （A）管程（B）壳程 （C）易于清洗侧（D）抗压性大的一侧 8、红砖的黑度为0.93，若温度为300℃，则红砖的辐射能力为______W/m2。 （A）6112.3 （B）5684 （C）916.8 （D）1000 9、已知当温度为T时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度______耐火砖的黑度。 （A）大于（B）等于 （C）不能确定是否大于（D）小于
化工原理试题及答案
一、二章复习题 第一章 一、填空题 1．一个生产工艺是由若干个__________ 和___________构成的。 2．各单元操作的操作原理及设备计算都是以__________、___________、___________、和___________四个概念为依据的。 3．常见的单位制有____________、_____________和_______________。 4．由于在计量各个物理量时采用了不同的__________，因而产生了不同的单位制。 5．一个过程在一定条件下能否进行，以及进行到什么程度，只有通过__________来判断。6．单位时间内过程的变化率称为___________。 二、问答题 7．什么是单元操作主要包括哪些基本操作 8.提高过程速率的途径是什么 第二章流体力学及流体输送机械 流体力学 一、填空题 1．单位体积流体的质量称为____密度___，它与__比容_____互为倒数。 2．流体垂直作用于单位面积上的力，称为__流体的压强__________。 3．单位时间内流经管道任一截面的流体量称为___流量_____，其表示方法有__质量流量______和____体积流量____两种。 4．当管中流体形成稳定流动时，管中必定充满流体，即流体必定是__连续流动的_______的。5．产生流体阻力的根本原因是_内摩擦力_______；而___流体的运动状态________是产生流体阻力的第二位原因。另外，管壁粗糙度和管子的长度、直径均对流体阻力_的大小与影响______________。 6．流体在管道中的流动状态可分为_____滞流_ 和____湍流______两种类型，二者在内部质点运动方式上的区别是_____湍流的质点有脉动滞流没有________________________________。 7．判断液体内处于同一水平面上的各点压强是否相等的依据是_静止的________、___连通的________、__连接的是同一种液体______________。 8．流体若由低压头处流向高压头处时，所加入外加功的作用是. 分别或同时提高流体的位压头；动压头；静压头以及弥补损失能量______________________________。
传热学试题库含答案
《传热学》试题库 第一章概论 一、名词解释 1．热流量：单位时间内所传递的热量 2．热流密度：单位传热面上的热流量 3．导热：当物体内有温度差或两个不同温度的物体接触时，在物体各部分之间不发生相对位移的情况下，物质微粒(分子、原子或自由电子)的热运动传递了热量，这种现象被称为热传导，简称导热。 4．对流传热：流体流过固体壁时的热传递过程，就是热对流和导热联合用的热量传递过程，称为表面对流传热，简称对流传热。 5．辐射传热：物体不断向周围空间发出热辐射能，并被周围物体吸收。同时，物体也不断接收周围物体辐射给它的热能。这样，物体发出和接收过程的综合结果产生了物体间通过热辐射而进行的热量传递，称为表面辐射传热，简称辐射传热。 6．总传热过程：热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程，称为总传热过程，简称传热过程。 7．对流传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的对流传热量，单位为W／(m2·K)。对流传热系数表示对流传热能力的大小。 8．辐射传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的辐射传热量，单位为W／(m2·K)。辐射传热系数表示辐射传热能力的大小。 9．复合传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的复合传热量，单位为W／(m2·K)。复合传热系数表示复合传热能力的大小。 10．总传热系数：总传热过程中热量传递能力的大小。数值上表示传热温差为1K时，单位传热面积在单位时间内的传热量。 四、简答题 1．试述三种热量传递基本方式的差别，并各举1～2个实际例子说明。 （提示：从三种热量传递基本方式的定义及特点来区分这三种热传递方式） 2．请说明在传热设备中，水垢、灰垢的存在对传热过程会产生什么影响?如何防止? （提示：从传热过程各个环节的热阻的角度，分析水垢、灰垢对换热设备传热能力与壁面的影响情况）3. 试比较导热系数、对流传热系数和总传热系数的差别，它们各自的单位是什么? （提示：写出三个系数的定义并比较，单位分别为W/(m·K)，W/(m2·K)，W/(m2·K)） 4．在分析传热过程时引入热阻的概念有何好处?引入热路欧姆定律有何意义? （提示：分析热阻与温压的关系，热路图在传热过程分析中的作用。） 5．结合你的工作实践，举一个传热过程的实例，分析它是由哪些基本热量传递方式组成的。 （提示：学会分析实际传热问题，如水冷式内燃机等） 6．在空调房间内，夏季与冬季室内温度都保持在22℃左右，夏季人们可以穿短袖衬衣，而冬季则要穿毛线衣。试用传热学知识解释这一现象。 （提示：从分析不同季节时墙体的传热过程和壁温，以及人体与墙表面的热交换过程来解释这一现象（主
化工原理—传热复习题
一、选择题 1、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； D、要提高K值，应从降低最大热阻着手； C 2、在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（），走壳程的有（）。 A、高压流体； B、蒸汽； C、易结垢的流体； D、腐蚀性流体； E、粘度大的流体； F、被冷却的流体； A、C、D； B、E、F 3、影响对流传热系数的因素有( )。 A、产生对流的原因； B、流体的流动状况； C、流体的物性； D、流体有无相变； E、壁面的几何因素； A、B、C、D、E 4、对下述几组换热介质，通常在列管式换热器中K值从大到小正确的排列顺序应是（）。 A、②>④>③>①； B、③>④>②>①； C、③>②>①>④； D、②>③>④>①； 冷流体热流体 ①水气体 ②水沸腾水蒸气冷凝 ③水水 ④水轻油 D 5、下述各种情况下对流传热系数由大到小的正确顺序应该是（）。 A、③>④>①>②； B、④>③>②>①； C、③>④>②>①； D、③>②>④>①； ①空气流速为30m/S时的a；②水的流速为1.5m/s时的a； ③蒸汽滴状冷凝时的a；④水沸腾时的a； C 6、传热过程中当两侧流体的对流传热系数都较大时，影响传热过程的将是（）。 A、管避热阻； B、污垢热阻； C、管内对流传热热阻； D、管外对流传热热阻； B 7、关于辐射传热，下述几种说法中错误的是（）。 A、除真空和大多数固体外，热射线可完全透过； B、热辐射和光辐射的本质完全相同，不同的仅仅是波长的范围； C、热射线和可见光一样，都服从折射定律； D、物体的温度不变，其发射的辐射能也不变； A 8、冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90?C，出口温度为50?C，冷
传热学重点章节典型例题
第一章 1-1 对于附图所示的两种水平夹层，试分析冷、热表面间热量交换的方式有何不同？如果要通过实验来测定夹层中流体的导热系数，应采用哪一种布置？ 解：（ a ）中热量交换的方式主要有热传导和热辐射。 （ b ）热量交换的方式主要有热传导，自然对流和热辐射。 所以如果要通过实验来测定夹层中流体的导热系数，应采用（ a ）布置。 1-7 一炉子的炉墙厚 13cm ，总面积为 20m 2 ，平均导热系数为 1.04w/m · k ，内外壁温分别是 520 ℃及 50 ℃。试计算通过炉墙的热损失。如果所燃用的煤的发热量是 2.09 × 10 4 kJ/kg ，问每天因热损失要用掉多少千克煤？ 解：根据傅利叶公式 每天用煤 1-9 在一次测定空气横向流过单根圆管的对流换热实验中，得到下列数据：管壁平均温度 t w = 69 ℃，空气温度 t f = 20 ℃，管子外径 d= 14mm ，加热段长 80mm ，输入加热段的功率 8.5w ，如果全部热量通过对流换热传给空气，试问此时的对流换热表面传热系数多大？ 解：根据牛顿冷却公式
1-14 宇宙空间可近似的看作 0K 的真空空间。一航天器在太空中飞行，其外表面平均温度为250K ，表面发射率为 0.7 ，试计算航天器单位表面上的换热量？ 解：航天器单位表面上的换热量 1-27 附图所示的空腔由两个平行黑体表面组成，孔腔内抽成真空，且空腔的厚度远小于其高度与宽度。其余已知条件如图。表面 2 是厚δ = 0.1m 的平板的一侧面，其另一侧表面 3 被高温流体加热，平板的平均导热系数λ =17.5w/m ? K ，试问在稳态工况下表面 3 的 t w3 温度为多少？ 解： 表面 1 到表面 2 的辐射换热量 = 表面 2 到表面 3 的导热量 第二章
传热学真题整理版要点
1995年攻读硕士学位研究生入学考试试题 1． 直径100mm 的蒸汽管道，绝热层外径250mm ，若绝热层内外璧温度均不变而改用 新的绝热材料（已知导热系数2λ=1λ/2，单位体积价格1G =22G ）。问价格相同时，但位管厂的热损失变化是多少？ 2． 两个表面黑率的平行平板，其温度分别为1T 与2T 。板间辐射换热，热在中间插入一块厚δ，导热系数λ，表面黑率ε的平板，问热流有什么变化？ 3． 空气在方管内作强迫对流紊流时，若流量增加一倍，问对流换热系数变化多少？压 力损失多少？（阻力系数与雷诺数无关） 4． 设计一个采用瞬态导热理论测试材料热物性（如导热系数a ）的实验装置。说明其 工作原理与测试方法。 5． 用裸露热电偶测量管中的气流温度，热电偶读数1t =170c ?，已知管壁温度2t =90c ?， 气流对热接点的对热换热系数α=50c m w ?2 /，接点表面黑率ε=0.6，试确定气流的温度。若考虑热电偶导热的影响，则真实的温度应有何变化？ 6． 流量为的907kg/h 水，通过长4.6m 的钢管，水温16c ?升高至49c ?，钢管内壁温度 66c ?。求钢管的内径。 水的物性：
一、请设计一个存放液氮的金属容器，附上简图并加以说明（按传热学原理） 二、导热微分方程 )(222222z T y T x T T ??+??+??=??ατ 的推导过程与条件 三、请说明并比较换热器计算中的平均温压与传热单元数法。 四、长铜导线置于温度为∞t 的空气中，已知导线的电阻值为m /10*63.32 Ω-，密度为 3/9000m Kg =ρ，比热C Kg J C ?=/386，直径为2.2mm ，问当为8A 的电流通 过及对流放热系数C m W */1002=α时，该导线的初始温升及其时间常数是多少？ 五、流量为h Kg /10*11.03 的水在直径为50mm 的管内作强迫对流换热，管内表面温度 为50℃。试问水由25℃加热到35℃需要多长的圆管? )*/174.4(C Kg KJ C = 六、由表面1与表面2两平行黑体表面组成的空腔，内有空气流过，进出口空气的平均 温度为2 7℃，空气与热壁的对流换热系数为50W/C m *2,空腔是窄通道。表面1外侧绝热，表面2的温度为127C ，平均厚度m 1.0=δ，C m W /5.17=λ。其外侧被高温流体加热，问表面3的稳态温度是多少？
化工原理试题及答案
化工原理试题及答案（绝密请勿到处宣扬） 12月25 日 一、填空题（共15空，每空2分，共30 分） 1. 一容器真空表读数为10 kpa,当地大气压强为100 kpa，则此容器的绝对压强和表压强（以kpa计） 分别为：（90kpa）和（-10kpa）。 2. 热传导只发生在固体和（静止）的或（滞）流动的流体中。 3. 物体的吸收率越（大），其辐射能力越（大）。（填大或小） 4. 蒸发中以（二次蒸汽）是否再利用而分为单效或多效蒸发。 5. 蒸发中的温度差损失主要由溶液中的（不挥发溶质）、液柱的（静压头）和管路（阻力）所引起的沸点升高三部分组成。 6. 一容器压力表读数为10 kpa，当地大气压强为100 kpa，则此容器的绝对压强（以kpa计）为: （90kpa）。 7. 对于同种流体，自然对流时的对流传热系数比时的（小）。（填大或小） 8. 物体的吸收率越大，其辐射能力越（大），所以黑体的辐射能力比灰体的（大）。（填大或小） 9. 蒸发操作所用的设备称为（蒸发器）。 10. 按二次蒸汽是否被利用，蒸发分为（单效蒸发）和（多效蒸发）。 二、选择题（共5题，每题2 分，共10分） 1. 对吸收操作有利的条件是：（D ） A. 操作温度高、压强高； B. 操作温度高、压强低； C. 操作温度低、压强低； D. 操作温度低、压 强高 2. 精馏塔内上层塔板液相轻组分浓度较下层塔板（A ），液相温度较下层塔板（） A. 高，低； B. 低，高； C. 高，高； D. 低，低 3. （D ）是塔内气液两相总体上呈逆流流动，而在每块塔板上呈均匀的错流流动。 A. 板式塔的传质意图； B. 板式塔的设计过程； C. 板式塔的恒摩尔流要求； D. 板式塔的设计意图 4. 恒定干燥条件是指湿空气在干燥器内的（C ）及与物料的接触方式都不变。 A. 温度、焓值、湿度； B. 流速、压强、湿度； C. 流速、温度、湿度； D. 温度、湿度、压强
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西安建筑科技大学传热学（郭亚军）常考简答题 题目类型：10道简答题（*6分）三道大题14分/14分/12分无填空题无选择题重点看课后思考题哦 绪论 1.用铝制的水壶烧开水时，尽管炉火很旺，但水壶仍然安然无恙。而一旦壶内的水烧干后，水壶很快就烧坏。试从传热学的观点分析这一现象。 答：当壶内有水时，可以对壶底进行很好的冷却（水对壶底的对流换热系数大），壶底的热量被很快传走而不至于温度升得很高；当没有水时，和壶底发生对流换热的是气体，因为气体发生对流换热的表面换热系数小，壶底的热量不能很快被传走，故此壶底升温很快，容易被烧坏。 2.用一只手握住盛有热水的杯子，另一只手用筷子快速搅拌热水，握杯子的手会显著地感到热。试分析其原因。答：当没有搅拌时，杯内的水的流速几乎为零，杯内的水和杯壁之间为自然对流换热，自热对流换热的表面传热系数小，当快速搅拌时，杯内的水和杯壁之间为强制对流换热，表面传热系数大，热水有更多的热量被传递到杯壁的外侧，因此会显著地感觉到热。 3.有两个外形相同的保温杯A与B，注入同样温度、同样体积的热水后不久，A杯的外表面就可以感觉到热，而B 杯的外表面则感觉不到温度的变化，试问哪个保温杯的质量较好？ 答：Ｂ：杯子的保温质量好。因为保温好的杯子热量从杯子内部传出的热量少，经外部散热以后，温度变化很小，因此几乎感觉不到热。 4热水瓶胆剖面的示意图如附图所示。瓶胆的两层玻璃之间抽成真空，内胆外壁及外胆内壁涂了反射率很低的银。试分析热水瓶具有保温作用的原因。如果不小心破坏了瓶胆上抽气口处的密闭性，这会影响保温效果吗？ 解：保温作用的原因：内胆外壁外胆内壁涂了反射率很低的银，则通过内外胆向外辐射的热量很少，抽真空是为了减少内外胆之间的气体介质，以减少其对流换热的作用。如果密闭性破坏，空气进入两层夹缝中形成了内外胆之间的对流传热，从而保温瓶的保温效果降低。 5、冬天，经过在白天太阳底下晒过的棉被，晚上盖起来感到很暖和，并且经过拍打以后，效果更加明显。试解释原因。 答：棉被经过晾晒以后，可使棉花的空隙里进人更多的空气。而空气在狭小的棉絮空间里的热量传递方式主要是导热，由于空气的导热系数较小(20℃，1.01325×105Pa时，空气导热系数为0.0259W/(m·K)，具有良好的保温性 能。而经过拍打的棉被可以让更多的空气进入，因而效果更明显。 6、夏季在维持20℃的室内工作，穿单衣感到舒适，而冬季在保持22℃的室内工作时，却必须穿绒衣才觉得舒服。试从传热的观点分析原因。 答：首先，冬季和夏季的最大区别是室外温度的不同。夏季室外温度比室内气温高，因此通过墙壁的热量传递方向是出室外传向室内。而冬季室外气温比室内低，通过墙壁的热量传递方向是由室内传向室外。因此冬季和夏季墙壁内表面温度不同，夏季高而冬季低。因此，尽管冬季室内温度(22℃)比夏季略高(20℃)，但人体在冬季通过辐射与墙壁的散热比夏季高很多。根据上题人体对冷感的感受主要是散热量的原理，在冬季散热量大，因此要穿厚一些的绒衣。 7、试分析室内暖气片的散热过程，各环节有哪些热量传递方式？以暖气片管内走热水为例。 答：有以下换热环节及热传递方式 (1)由热水到暖气片管到内壁，热传递方式是对流换热(强制对流)； (2)由暖气片管道内壁至外壁，热传递方式为导热； (3)由暖气片外壁至室内环境和空气，热传递方式有辐射换热和对流换热。 8、冬季晴朗的夜晚，测得室外空气温度t高于0℃，有人却发现地面上结有—层簿冰，试解释原因(若不考虑水表面的蒸发)。 解：如图所示。假定地面温度为了Te，太空温度为Tsky，设过程已达稳态，空气与地面的表面传热系数为h，地球表面近似看成温度为Tc的黑体，太空可看成温度为Tsky的黑体。则由热平衡： ， 由于Ta＞0℃，而Tsky＜0℃，因此，地球表面温度Te有可能低于0℃，即有可能结冰。 导热 1、在寒冷的北方地区，建房用砖采用实心砖还是多孔的空心砖好?为什么? 答：在其他条件相同时，实心砖材料如红砖的导热系数约为0．5W/(m·K)(35℃)，而多孔空心砖中充满着不动的空气，空气在纯导热(即忽略自然对流)时，其导热系数很低，是很好的绝热材料。因而用多孔空心砖好。 2、东北地区春季,公路路面常出现“弹簧”,冒泥浆等“翻浆”病害。试简要解释其原因。为什么南方地区不出现
东南大学传热学历年考研真题(全)
东南大学 二OOO 位研究生入学考试题 一．解释下列现象：（本题共25分，每题5分） 1，冰箱里结霜后，耗电量增加; 2, 某厂一条架空敷设的电缆使用时发现绝热层超温，为降温特剥去一层绝热材料，结果发现温度更高。 3， 某办公室由中央空调系统维持室内恒温，人们注意到尽管冬夏两季室内都是20℃，但感觉不同。 4， 大气中的 CO2 含量增加，导致地球温度升高。 5， 同样是-6℃的 气温，在南京比在北京感觉要冷一些。 二．半径为s γ 圆球，其热导率（导热系数）为λ单位体积发热量为Qr,浸在温度为tf 的 流体中，流体与球表面的对流换热系数为h, 求稳态时，(1) 圆球内的温度分布，(2)当 0.1, 4.5/(s m w m γλ==?℃), 25000/v Q w m =,215/(h w m =?℃), 20f t =℃时，球内 的最高温度。（本题15分） 三．采用测定铂丝电阻的方法可间接测出横掠铂丝的空气速度。现测得铂丝直径d=0.1mm, 长10mm ，电阻为0.2Ω，通过的电流为1.2A,表面温度为200℃,已知0.3851/3 0.911Pr um em m R N =，空气的物性参数见下表，求气流的速度u ∞( 本题15分) 附：空气的物性参数 t ℃ λ/(w m ?℃) ν 2/m s Pr 20 2.59210-? 21.4610-? 0.703 110 3.27210-? 24.3610-? 0.687 200 3.93210-? 26.0610-? 0.680 四，用一裸露的热电偶测烟道内的烟气温度，其指示值为280℃ 已知烟道壁面温度为250℃ 热电偶的表面温度为0.9℃，与烟气的对流换热系数为1002 /(w m ?℃)求烟气的实际温度。若烟气的实际温度为317℃，热电偶的指示值为多少？（本题15分） 五，一条供热管道长500m ，架空敷设，管道内径为70mm ，管内热水与外部空气的总传热系数为1.82 /(w m ?℃)流量为1000kg/h,比热为4.168J/(kg .℃).若入口温度为110℃ 空气温度为—5℃ 求出口热水温度。（本题15分） 六， 一长为H ，宽为b ，厚度为δ的铝板水平放置（b >>δ ）长度方向两端温度均为o t ,底部绝热，周围空气的温度为f t 与铝板的对流传热系数为h ，设铝板的热导率为λ，求铝板的温度分布。（本题15分）