化工原理传热习题
化工原理习题汇总1
1.有一长列管式换热器，管束由管径Φ45mm×2.5mm的不锈钢管组成。
用饱和水蒸气在壳程加热管组成。
用饱和水蒸气在壳程加热管程空气，已知水蒸气的水流传热系数为10kW/(m2·k)，空气的普朗特数Pr为0.72，雷诺数Re为2.5×104，空气的导热系数为0.04W/(m·k)。
管壁及两侧污垢热阻可忽略，热损失也可忽略。
试求：（1）空气在管内的对流传热系数；（2）换热器的总传热系数（以管外表面积为基准）。
2.现有一单程列管式换热器，管子尺寸Φ25mm×2.5mm，管长3.0m，共40根，拟用来将1.7×104kg/h的苯从30℃加热到70℃，管外为120℃饱和水蒸气冷凝，水蒸气冷凝的α=104W/(m2·k)。
考虑到管内苯侧污垢热阻Rdi=8.33×10-4(m2·k)/W，管内测污垢热阻及热损失忽略不计，试求（1）总传热系数为多少[W/(m2·k)]（以管外表面积为基准），并判断该换热器是否适用？（2）若使用上述换热器，则实际操作时苯的出口温度为多少？已知：管材的热导率λ45W/(m·k)；操作过程中苯的物性参数不变：ρ=900kg/m3，μ=0.47×10-3Pa·S，C p=1.80kJ/(kg·℃)，λ=0.14W/(m·℃)。
3.在总压为101.3kPa，温度为30℃的条件下在逆流操作的填料塔中，用清水吸收焦炉气中的氨。
氨的组成为0.0155（摩尔比），焦炉气的处理量为5000m3/h（标准），氨的回收率为96%，吸收剂用量为最小用量的1.55倍，操作的空塔气速为1.2m/s，气液平衡关系为Y=1.2X。
试计算：（1）填料塔直径；（2）气相总传质单元数。
4.有一填料塔，在28℃及101.3kPa，用清水吸收200m3/h氨，空气混合气中的氨，使其含量由5%降低到0.04%（均为摩尔%）。
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98 C ，外壁温度为28C ，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，λααb K i ∑++=0111若忽略管壁及污垢热阻，则有111αα+≈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11αα<<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。
化工原理课后习题答案第4章传热习题解答
化工原理课后习题答案第4章传热习题解答习 题1. 如附图所示。
某工业炉的炉壁由耐火砖λ1=1.3W/（m·K ）、绝热层λ2=0.18W/（m·K ）及普通砖λ3=0.93W/（m·K ）三层组成。
炉膛壁内壁温度1100o C ，普通砖层厚12cm ，其外表面温度为50 o C 。
通过炉壁的热损失为1200W/m 2，绝热材料的耐热温度为900 o C 。
求耐火砖层的最小厚度及此时绝热层厚度。
设各层间接触良好，接触热阻可以忽略。
已知：λ1=1.3W/m·K ，λ2=0.18W/m·K ，λ3=0.93W/m·K ，T 1＝1100 o C ，T 2＝900 o C ，T 4＝50o C ，3δ＝12cm ，q ＝1200W/m 2，Rc ＝0求： 1δ＝？2δ＝？ 解： ∵δλT q ∆=∴1δ＝m q T T 22.0120090011003.1211=-⨯=-λ又∵33224234332322λδλδδλδλ+-=-=-=T T T T T T q ∴W K m q T T /579.093.012.01200509002334222⋅=--=--=λδλδ得：∴m 10.018.0579.0579.022=⨯==λδ习题1附图 习题2附图2. 如附图所示。
为测量炉壁内壁的温度，在炉外壁及距外壁1/3厚度处设置热电偶，测得t 2=300 o C ，t 3=50 o C 。
求内壁温度t 1。
设炉壁由单层均质材料组成。
已知：T 2=300o C ，T 3=50o C求： T 1=？解： ∵δλδλ31323T T T Tq -=-=∴T 1－T 3＝3（T 2－T 3）T 1＝2(T 2－T 3)+T 3=3×(300-50)+50＝800 o C3. 直径为Ø60×3mm 的钢管用30mm 厚的软木包扎，其外又用100mm 厚的保温灰包扎，以作为绝热层。
传热练习题2_化工原理
传热一、填空1、蒸汽冷凝放热时，要经常注意排放（），这是因为（）。
2、某物体（可近似为灰体），在20℃时，其黒度为ε=0.8，则其辐射能力的大小为（），其吸收率为（）。
3、管内对流传热，流体内温度梯度最大是在（），原因是（）。
4、膜系数α越（），液体核状沸腾时，△t越大，α越（）。
5、在一列管换热器中用壳程的饱和蒸汽加热管程的液体（无相变），若饱和蒸汽侧的饱和蒸汽压力增大，而液体的流量和进口温度不变，则液体出口温度（），蒸汽侧的对流传热系数（）。
6、某换热器中用饱和水蒸汽加热有机溶液，现发现溶液的出口温度比原来低，检查溶液的初温和流量均无变化，请列举二个可以导致上述现象的原因：①（）②（）7、常见的列管换热器折流板型式有（），（）。
在列管式换热器的壳程中设置折流板的优点是（），缺点是（）。
8、随着温度的增加，空气的黏度（），空气的导热系数（）。
9、某一段流体流过一段直管后，在流入同一内径的弯管段，则弯管段的传热系数比直管段传热系数（），因为（）。
10、角系数取决于换热物体的（），（）和（），而与（）和（）无关。
11、基尔霍夫定律的表达式为（），该定律的前提假设条件是（）。
12、在空气—水换热的换热器中，为强化传热可能采取的措施有哪些（），传热壁面的温度接近于（）的温度。
13、列管换热器中，若冷热两种流体的温度差相差较大，则换热器在结构上常采用（）办法，常用的结构形式有（）。
14、化工生产中常以水蒸汽作为一种加热介质，其优点是（）。
水蒸汽冷凝时应及时排除不凝性气体，其原因是（）。
15、大容积中的饱和沸腾传热可分为（），（）和（），而在工业生产中常在（）阶段操作。
16、一回收烟道气热量的废热锅炉，在流程安排上，烟道气（入口温度为60℃）应走（），水（入口温度为90℃）应走（），主要是为避免（）。
17、三层圆筒壁热传导过程，最外层的导热系数小于第二层的导热系数，两层厚度相同，在其它条件不变时，若将第二层和第三层的材质互换，则导热量变（），第二层与第三层的界面温度变（）。
管国峰第三版南京工业大学化工原理第四章传热及换热器习题解答
少辐射散热，在这两平面间设置n片很薄的平行遮热板，设A所有平面的 表面积相同，黑度相等，平板间距很小，试证明设置遮热板后A平面的 散热速率为不装遮热板时的
倍。 20）用热电偶测量管内空气温度，测得热电偶温度为420℃，热电偶
黑度为0.6，空气对热电偶的给热系数为35 W/(m·℃)，管内壁温度为 300℃，试求空气温度。
11）苯流过一套管换热器的环隙，自20℃升至80℃，该换热器的内 管规格为φ19×2.5mm，外管规格为φ38×3mm。苯的流量为1800kg/h。 试求苯对内管壁的给热系数。
12）冷冻盐水（25%的氯化钙溶液）从φ25×2.5mm、长度为3m的管 内流过，流速为0.3m/s，温度自-5℃升至15℃。假设管壁平均温度为 20℃，试计算管壁与流体之间的平均对流给热系数。已知定性温度下冷 冻盐水的物性数据如下：密度为1230kg/m3，粘度为4×10-3Pa·s，导热 系数为0.57 W/(m·℃)，比热为2.85kJ/(kg·℃)。壁温下的粘度为 2.5×10-3Pa·s。 解：d = 0.025－0.0025×2 = 0.02 m
’ 36）在一单管程列管式换热器中，将2000kg/h的空气从20℃加热到 80℃，空气在钢质列管内作湍流流动，管外用饱和水蒸汽加热。列管总 数为200根，长度为6m，管子规格为φ38×3mm。现因生产要求需要设计 一台新换热器，其空气处理量保持不变，但管数改为400根，管子规格 改为φ19×1.5mm，操作条件不变，试求此新换热器的管子长度为多少 米？ 37）在单程列管换热器内，用120℃的饱和水蒸汽将列管内的水从 30℃加热到60℃，水流经换热器允许的压降为3.5Pa。列管直径为 φ25×2.5mm，长为6m，换热器的热负荷为2500kW。试计算：①列管换 热器的列管数；②基于管子外表面积的传热系数K。 假设：列管为光滑管，摩擦系数可按柏拉修斯方程计算，
化工原理实验课课后习题答案
《化工原理实验课后习题答案》一、流体流动阻力的测定1.如何检验系统内的空气已经被排除干净？答：可通过观察离心泵进口处的真空表和出口处压力表的读数，在开机前若真空表和压力表的读数均为零，表明系统内的空气已排干净；若开机后真空表和压力表的读数为零，则表明，系统内的空气没排干净。
2.U行压差计的零位应如何校正？答：先打开平衡阀，关闭二个截止阀，即可U行压差计进行零点校验3.进行测试系统的排气工作时，是否应关闭系统的出口阀门？为什么？答：在进行测试系统的排气时，不应关闭系统的出口阀门，因为出口阀门是排气的通道，若关闭，将无法排气，启动离心泵后会发生气缚现象，无法输送液体。
4．待测截止阀接近出水管口，即使在最大流量下，其引压管内的气体也不能完全排出。
试分析原因，应该采取何种措施？答：待截止阀接近进水口，截止阀对水有一个阻力，若流量越大，突然缩小直至流回截止阀，阻力就会最大，致使引压管内气体很难排出。
改进措施是让截止阀与引压阀管之间的距离稍微大些。
5．测压孔的大小和位置，测压导管的粗细和长短对实验有无影响？为什么？答：由公式??2?p可知，在一定u下，突然扩大ξ，Δp增大，则压差计读数变大；2u?反之，突然缩小ξ，例如：使ξ＝0.5，Δp减小，则压差计读数变小。
6．试解释突然扩大、突然缩小的压差计读数在实验过程中有什么不同现象？答：hf与很多值有关，Re是其中之一，而λ是为了研究hf而引入的一个常数，所以它也和很多量有关，不能单单取决于Re，而在Re在一定范围内的时候，其他的变量对于λ处于一个相对较差的位置，可以认为λ与Re关系统一。
7.不同管径、不同水温下测定的?～Re曲线数据能否关联到同一曲线？答：hf与很多值有关，Re是其中之一，而λ是为了研究hf而引入的一个常数，所以它也和很多量有关，不能单单取决于Re，而在Re在一定范围内的时候，其他的变量对于λ处于一个相对较差的位置，可以认为λ与Re关系统一。
正如Re在3×103～105范围内，λ与Re的关系遵循Blasius 关系式，即λ=0.3163/Re0.258．在?～Re曲线中，本实验装置所测Re在一定范围内变化，如何增大或减小Re的变化范围？答：Re?du?，d为直管内径，m；u为流体平均速度，m/s；?为流体的平均密度,kg/m3；s。
华东理工大学化工原理考研资料课后习题第06章传热
第 六 章 习 题热传导1. 某工业炉的炉壁由耐火砖λ1 = 1.3W/(m ・K )、绝热层λ2 = 0.18W/(m ・K )及普通砖λ3 = 0.93W/(m ・K )三层组成。
炉膛壁内壁温度1100℃, 普通砖层厚12cm, 其外表面温度为50℃。
通过炉壁的热损失为1200W/m 2, 绝热材料的耐热温度为900℃。
求耐火砖层的最小厚度及此时绝热层厚度。
设各层间接触良好, 接触热阻可以忽略。
习题1附图 习题2附图 2. 为测量炉壁内壁的温度, 在炉外壁及距外壁1/3厚度处设置热电偶, 测得t 2=300℃, t 3=50。
求内壁温度t 1。
设炉壁由单层均质材料组成。
3. 某火炉通过金属平壁传热使另一侧的液体蒸发, 单位面积的蒸发速率为0.048kg/(m 2・s), 与液体交界的金属壁的温度为110℃。
时间久后, 液体一侧的壁面上形成一层2mm 厚的污垢, 污垢导热系数λ=0.65W/(m ・K)。
设垢层与液面交界处的温度仍为110℃, 且蒸发速率需维持不变, 求与垢层交界处的金属壁面的温度。
液体的汽化热γ=2000kJ/kg 。
4. 为减少热损失, 在外径Φ150mm 的饱和蒸汽管道外复盖保温层。
已知保温材料的导热系数λ=0.103+0.000198t(式中t 为℃), 蒸汽管外壁温度为180℃, 要求保温层外壁温度不超过50℃, 每米管道由于热损失而造成蒸汽冷凝的量控制在1×10-4kg/(m ・s)以下, 问保温层厚度应为多少?*5. 用定态平壁导热以测定材料的导热系数。
将待测材料制成厚δ、直径120mm 的圆形平板, 置于冷、热两表面之间。
热侧表面用电热器维持表面温度t 1=200℃。
冷侧表面用水夹套冷却, 使表面温度维持在t 2=80℃。
电加热器的功率为40.0W 。
由于安装不当, 待测材料的两边各有一层0.1mm 的静止气层λ气= 0.030W/(m ・K), 使测得的材料导热系数λ’与真实值λ不同。
考研化工原理习题传热
一、填空题1．工业上冷热流体间的传热方式有________、________、________。
3．热量传递的方式主要有三种：________、________、________。
4．某一热流体流经一段直管后，再流入同一内径的弯管段，则弯管段的传热系数比直管段的________。
5．导热系数的单位为，对流传热系数的单位为，总传热系数的单位为。
6．物体辐射能力的大小与成正比，还与成正比。
7．热传导的基本定律是。
间壁换热器中总传热系数K的数值接近于接近于α热阻（大、小）一侧的α值。
间壁换热器管壁温度tW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）。
8．水在管内作湍流流动，若使流速提高到原来的2倍，则其对流传热系数约为原来的倍；管径改为原来的1/2而流量相同，则其对流传热系数约为原来的倍。
（设条件改变后仍在湍流范围）10．一包有石棉泥保温层的蒸汽管道，当石棉泥受潮后，其保温效果将________，其主要原因是________。
11．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。
12．传热的基本方式有、和三种。
热传导的基本定律是⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽其表达式为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
13．在温度小于180的条件下，________是最适宜的加热剂；而当温度不很低时，________是最适宜的冷却剂。
16．比较下列不同对流给热过程的值大小：空气自然对流，空气强制对流，水强制对流，水蒸气冷凝，________。
17．导热系数的单位为________，对流传热系数的单位为________，总传热系数的单位为________。
19．在确定列管式换热器冷热流体的流径时，通常蒸汽走管________(内或外)，高压流体走管________，易结垢的流体走管________，有腐蚀性流体走管________，黏度大或流量小的流体走管________。
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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、一定流量的液体在一25×2.5mm的直管内作湍流流动，其对流传热系数＝1000w/m2.℃。如流量与物性都不变，改用一
19×2mm的直管，则其值将变为_______w/m2.℃。
（A） 1059 （B）1496
（C） 1585 （D）1678
4、有一列管换热器，由38根25×2.5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>10
4
及对流传热膜系数为，当水流量减为一半时，对流传热膜系数改变为＝_____。
（A） =（1/2） （B） >（1/2）
（C） <（1/2） （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
2
10、某平壁炉的炉壁由耐火砖、绝热砖和钢板组成，其导热系数λ和厚度ｂ数据如下：
耐火砖：λ1=1.05ｗ／ｍ·℃，b1=200ｍｍ；
绝热砖：λ2=0.151ｗ／ｍ·℃，b2=100ｍｍ；
钢 板：λ3=45ｗ／ｍ·℃，b3=6ｍｍ。
耐火砖内侧温度t1=1150℃，钢板的外侧温度t0=30℃。试求：
（１）单位面积的热损失ｑ；（２）绝热砖和钢板的界面温度。 假设各层间接触良好.
11、有一列管式换热器, 装有25×2.5mm钢管300 根, 管长为2m。 要求将质量流量为8000kg/h的常压空气于管程由20℃加热
到85℃, 选用108℃ 饱和蒸汽于壳程冷凝加热之。若水蒸汽的冷凝传热系数为1×104W/m2.K，管壁及两侧污垢的热阻均忽略不
计, 而且不计热损失。已知空气在平均温度下的物性常数为
cp=1kJ/kgK λ=2.85×10-2W/m.K μ=1.98×10-5Pas Pr=0.7
试求：（1）求换热器的总传热系数(以管子外表面为基准);
（2）通过计算说明该换器能否满足需要？
12、欲在内管为Φ180×10mm的套管换热器中，每小时将3500kg的热水从100℃冷却到60℃，冷却水进口温度为40℃,出口温
度为50℃，传热系数K为2000w/(m2.℃)。冷热水比热均为4200J/（kg℃）求：
（1）并流时，所需管长；（2）逆流时，所需管长。
13、在一传热面积为50m2的单程列管换热器中，用水冷却某种溶液。两流体呈逆流流动。冷水的流量为33000kg/h，温度由20℃
升到38℃，溶液的温度由110℃降到60℃。若换热器清洗后，在两流体的流量和进口温度不变的情况下，冷水出口温度增到45℃。
试估算换热器清洗前传热面两侧的总污垢热阻。假设：（1）两种情况下，流体物性可视为不变，水的平均比热可取为4.187kJ/kg℃；
（2）可按平壁处理，两种工况下αi和α0分别相同，（3）忽略管壁热阻和热损失
14、在一逆流换热器中，用初温20℃的水将1.25kg/s的液体（比热为1.9 kJ/（kg℃）、密度为850kg/m3）,由80℃冷却到30℃。
换热器列管直径为Φ25mm×2.5mm，水走管方。水侧和液体侧的对流传热系数分别为0.85 kW/(m2.℃)和1.70 kW/(m2.℃)，管
壁和污垢热阻可忽略。若水的出口温度不能高于50℃，试求换热器的传热面积。