化工原理传热计算题专题训练
化工原理--传热习题及答案
传热习题及答案一、选择题：1、关于传热系数K 下述说法中错误的是（ ）CA 、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；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、Ｃ、Ｄ；Ｂ、Ｅ、ＦＡ、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；3、影响对流传热系数的因素有( )。
A 、B 、C 、D 、EA 、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；4、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：AA 、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；解：原因是：流量不变 2d 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内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，管内流速也发生变化。
管间用饱和水蒸气加热，热阻小，可以忽略不计，总热阻近似等于管内传热热阻，即K α≈5、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（ ）。
化工原理培训传热练习
一、计算练习题1. 有一碳钢制造的套管换热器，内管直径为φ89mm ×，流量为2000kg/h 的苯在内管中从80℃冷却到50℃。
冷却水在环隙从15℃升到35℃。
苯的对流传热系数αh =230W/（m 2·K ），水的对流传热系数αc =290W/（m 2·K ）。
忽略污垢热阻。
试求：①冷却水消耗量；②并流和逆流操作时所需传热面积；③如果逆流操作时所采用的传热面积与并流时的相同，计算冷却水出口温度与消耗量，假设总传热系数随温度的变化忽略不计。
解 ①苯的平均温度6525080=+=T ℃，比热容c ph =×103J/（kg ·K ）苯的流量W h =2000kg/h ，水的平均温度2523515=+=t ℃，比热容c pc =×103J/（kg ·K ）。
热量衡算式为)()(1221t t c W T T c W Q pc c ph h -=-= （忽略热损失）热负荷 43101.3)5080(1086.136002000⨯=-⨯⨯⨯=Q W冷却水消耗量 1335)1535(10178.43600101.3)(3412=-⨯⨯⨯⨯=-=t t c Q W pc c kg/h ②以内表面积S i 为基准的总传热系数为K i ，碳钢的导热系数λ=45W/（m ·K ）089.0290082.00855.045082.00035.0230111⨯+⨯⨯+=++=o c i m i h i d d d bd K αλα =×10－3+×10－5+×10－3=×10－3m 2·K/WK i =133W/（m 2·K ），本题管壁热阻与其它传热阻力相比很小，可忽略不计。
并流操作80 50 2.341565ln 1565=-=并m t ∆℃传热面积 81.62.34133101.34=⨯⨯==并并m i i t K Q S ∆m 2逆流操作 8050 4023545=+=逆m t ∆℃传热面积 83.540133101.34=⨯⨯==逆逆m i i t K S ∆m 2因逆并逆并故i i m m S S t t >∆<∆,。
化工原理传热练习题
化工原理传热练习题传热概念：1、传热的三种基本方式2、如何测定及如何提高对流传热的总传热系数K4、如何强化传热计算公式（1）热量衡算（有相变、无相变）K的计算、平均温度差、总传热速率方程、传热面积的计算（判别是否合用）（例4－8）（2）流体在圆形管内作强制湍流流动时α计算式（公式、条件），粘度μ对α的影响。
（3）实验测K (例4－9)（4）换热器操作型问题（求流体出口温度，例4－10）二实验题（10）1．利用过热蒸汽进行传热实验的过程中，若运行一段时间后，传热膜系数下降，可能的原因是什么？如何解决？2.蒸汽冷凝传热时，为什么要排放不凝性气体？内管壁温接近于哪一侧流体的温度？3.为了提高换热器的总传热系数K，应提高空气侧，还是水侧的和S？为什么？换热器中冷热流体的流动方向有几种，当选择流向时应如何考虑？4．阐述液体沸腾曲线的基本形状，一般沸腾应处于什么状态才能达到较好的换热效果？1、（4分）换热器中冷热流体的流动方向有：逆流，并流，折流和错流。
（1分）当采用逆流时，在传热量和总换热系数一定的情况下，换热器的传热面积较小，另外，采用逆流还可以节省加热介质或冷却介质的用量。
通常，换热器尽可能采用逆流操作。
（1分）当某些特殊工艺要求时，对流体的温度有所限制，如冷流体被加热时不能超过某一温度，或热流体被冷却时不能低于某一温度时，可采用并流。
（1分）采用折流或错流时，主要是为了满足换热器的结构要求，或提高总传热系数。
（1分）2、（6分）液体沸腾曲线主要包括自然对流、泡状沸腾和膜状沸腾。
（3分）一般沸腾应处于泡状沸腾状态才能达到较好的效果，此时传热系数和热通量都较大。
（3分）5．灰体的定义及特点6、设计一套实验装置要求既可以测量总传热系数，又可同时测量对流传热系数，标注仪表、仪器名称。
并简要说明试验步骤，需要测量那些参数。
？三计算题（60分）3 （20分）在一列管式换热器内用水冷却苯。
苯走管程，流量为1.5kg/s，由80o C 被冷却至30o C。
传热练习试题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=，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（）。
化工原理传热习题
例1
在一管式换热器中，冷热流体逆流操作，热流体的进、 出口温度为138℃和93 ℃，冷流体进、出口温度为 25℃和 65 ℃。现另有一台完全相同的换热器，试计算两台换热器 按以下流程操作，冷热流体的出口温度各为多少（两流体 进口温度不变）？ 按如图所示流程操作，即串联组合，且每个换热器皆 为 逆流流动。 T2'
6-24 某列管换热器由多根Φ25mm╳2.5mm的钢管所 组成，将苯由20℃加热到55℃，苯在管中流动，其 流量为15t/h,流速为0.5m/s。加热剂为130℃的饱和蒸 汽，在管外冷凝。苯的比热容cP=1.76kJ/(kg∙ ℃)， 密度为858kg/m3。已知加热器的传热系数为 700W/(m2 ∙ ℃)，试求：
加热器所需的管数Байду номын сангаас及单位长度l
6－30题
某列管换热器用110℃饱和蒸汽加热甲苯，可使甲苯 由30 ℃ 加热至100℃。今甲苯流量增加50％，试求： （1）甲苯出口温度； （2）在不变动设备条件下，采取何种措施可使甲苯出口 温度仍维持100℃？作定量计算。
6－33题
由A、B两台换热器组成的 换 热系统中，冷与热流体的流向及 ta 流量等如图所示。已知：A、B t2 两台换热器的传热面积，传热系 数均相等。冷流体流量等量分 配。且T1=150℃ ,T2=40℃； tb t1＝30 ℃，t2＝90 ℃。 试求：温度T、ta、tb的值分 别为多少？
6-18 热气体在套管加热器内用冷水冷却，内管为 Φ25mm╳2.5mm钢管，热导率为45W/(m ∙K)。冷 水在管内湍流流动，给热系数α 1=2000W/(m2 ∙K)。 热气在环隙中湍流流动， α2=50W/(m2 ∙K)。不计 污垢热阻，试求： （1）管壁热阻占总热阻的百分数；
化工原理传热习题及答案
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=,此时单位面积的热损失为_______。
(注:大型容器可视为平壁)***答案*** 1140w2.（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=,此时单位面积的热损失为_______。
(注:大型容器可视为平壁)***答案*** 1000w3.（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=,则其厚度不低于_______。
(注:大型容器可视为平壁)***答案*** 91mm4.（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,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,此时传热系数α=_____________.***答案*** α=0.023(λ/d)Re Prα=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,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,此时传热系数α=________________.***答案*** α=0.023(λ/d)Re Prα=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_______。
化工原理 培训传热练习
一、计算练习题1. 有一碳钢制造的套管换热器，内管直径为φ89mm ×3.5mm ，流量为2000kg/h 的苯在内管中从80℃冷却到50℃。
冷却水在环隙从15℃升到35℃。
苯的对流传热系数αh =230W/（m 2·K ），水的对流传热系数αc =290W/（m 2·K ）。
忽略污垢热阻。
试求：①冷却水消耗量；②并流和逆流操作时所需传热面积；③如果逆流操作时所采用的传热面积与并流时的相同，计算冷却水出口温度与消耗量，假设总传热系数随温度的变化忽略不计。
解 ①苯的平均温度6525080=+=T ℃，比热容c ph =1.86×103J/（kg ·K ）苯的流量W h =2000kg/h ，水的平均温度2523515=+=t ℃，比热容c pc =4.178×103J/（kg ·K ）。
热量衡算式为)()(1221t t c W T T c W Q pc c ph h -=-= （忽略热损失）热负荷 43101.3)5080(1086.136002000⨯=-⨯⨯⨯=Q W冷却水消耗量 1335)1535(10178.43600101.3)(3412=-⨯⨯⨯⨯=-=t t c Q W pc c kg/h ②以内表面积S i 为基准的总传热系数为K i ，碳钢的导热系数λ=45W/（m ·K ）089.0290082.00855.045082.00035.0230111⨯+⨯⨯+=++=o c i m i h i d d d bd K αλα =4.35×10－3+7.46×10－5+3.18×10－3=7.54×10－3m 2·K/WK i =133W/（m 2·K ），本题管壁热阻与其它传热阻力相比很小，可忽略不计。
并流操作80 50 2.3415651565=-=t ∆℃传热面积 81.62.34133101.34=⨯⨯==并并m i i t K Q S ∆m 2逆流操作80 50 4023545=+=逆m t ∆℃传热面积 83.540133=⨯==逆逆m i i t K S ∆m 2因逆并逆并故i i m m S S t t >∆<∆,。
化工原理传热大题
23、在单程列管式换热器内，用130℃的饱和水蒸汽将某溶液由20℃加热到60℃，单管呈列管换热器由100根∅25mm×2.5mm，长为3m的钢管构成，溶液以每小时100m3的流量在管内流过，蒸汽在管外冷凝。
试求：（1）总传热系数K；（2）溶液对流给热系数α1和蒸汽冷凝对流给热系数α2；（3）若溶液的质量流量增加到m s2′，m s2′m s2=x⁄，1<x<2（m s2为溶液原来的质量流量）在其他条件不变的情况下，试通过推导说明次换热器能否满足要求（α2可视为不变）已知在操作条件下溶液的密度为1200kg/m3，黏度为0955mPa.S，比热容为3.3KJ/kg.℃，热导率为0.465 W/kg.℃，管壁热阻、污垢热阻和热损失忽略不计。
★★★★★【答案解析】解：（1）换热器的总传热量Q=m s2c p2(t2−t1)=(100×12003600⁄)×3300×(60−20)=4.4×106 W∆t m=t2−t1lnT S−t1T S−t2=60−20ln130−20130−60=88.5 ℃A=nπd2l=100×3.14×0.025×3=23.6 m2所以总传热系数KK=QA∆t m=4.4×10623.6×88.5=2107 W m2.℃⁄（2）由管内溶液可知，其流速u=V S20.785d12n0=1003600⁄0.785×0.022×100=0.885 m s⁄R e=d1uρμ=0.02×0.885×12000.955×10−3=2.224×104（>104，为湍流）P r=c pμλ=3.3×103×0.955×10−30.465=6.78所以管内溶液给热系数α1α1=0.023λd1Re0.8Pr0.4=0.023×0.4650.02×(2.224×104)0.8×6.780.4=3454 W m2.℃⁄以管外表面为基准面，所以1 K =1α1×d2d1+1α2代入数据得1 2107=13454×2520+1α2所以α2=8872 W m2.℃⁄（3）当流量增加时，则增加后该流体仍然为湍流所以由公式α1=0.023λd 1Re 0.8Pr 0.4=0.023λd 1(d 1uρμ)0.8(c p μλ)0.4即α1‘α1=(u ′u)0.8=(m s2′m s2)0.8=x 0.8 所以K ′=(1α1′×d 2d 1+1α2)−1=(13454x0.8×2520+18872)−1=8872x 08x 08+3.211原工况m s2c p2(t 2−t 1)=KA∆t m新工况：T S 、t 2、t 1不变，所以∆t m 不变m s2′c p2(t 2−t 1)=K ′A ′∆t m由上述两式得m s2′m s2=x =K ′A ′KA =8872x 082170(x 08+3.211)A ′A整理得A ′A =x +3.211x 0.24.211因为1<x <2，所以4.211<x +3.211x 0.2<1+3.211×20.2A ′A>1 此时所需的传热面积要大于原工况（设备的传热面积）的传热面积，所以次换热器不能满足要求24、某列管换热器有33根∅19×2mm 的管子，管长为3 m 。
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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aT=8+0.05tW来计算。其中tW表示壁温，℃；αT的单位为W/(m2·℃)。
解：（1）设油和空气的温度分别为t1、t2。
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。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 和冷却段所需面积 ，而 、 的求得又须以 、 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t。
3-94 在列管换热器中用蒸汽加热空气，蒸汽走完程，空气走管程且作湍流流动，若其它条件不变，仅将：(1)空气的压强加倍；(2)传热管的数目加倍
试估算Ｑ/∆tm将如何变化？
解：（1）蒸汽》空气K空气
由 Q =KAΔtm
得 Q/
Re=
由上可知，当压强加倍后，管空气的，u将有所改变，具体说增大 u减少，但质量流速G = u不变。即Re= 不变。
第二部分 计算题示例与分析
3-77某流体通过径为100mm圆管时的流传热系数为120W/( ),流体流动的雷诺数 ,此时的对流传热系数关联式为 。
今拟改用周长与圆管相同、高与宽之比为1：3的矩形扁管，而保持流速不变，试问对流传热系数有何变化？
解：由对流传热系数 的计算公式： （ ） Pr
当物性不变时 ，
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。
3-97 有两条φ48mm×3mm的蒸汽管道，管饱和蒸汽的温度皆为120℃。不同的是管线甲外包有一层λ=0.75W/(m2·℃)、厚10mm的绝热层，而管线乙没有。设周围空气为20℃，空气的对流传热系数αa=10W/(m2·℃)。试比较哪一个管道的散热速率大。请说明原因。
3-93质量流率相同的两种液体通过某套换热器的管程并被加热，其对流传热系数都可以用下式表示：
若定性温度下两流体的物性 = 4.2 ，= 3.2为了简化计算，其它物性可认为相同，问二者的对流传热系数有多大差别？
解：由给热系数的计算公式知：
0.40.6
即二者的对流传热系数之比为3.57倍。
分析：在相同的质量流率下，由于两种液体的物性不同，其对流传热系数相差是很大的。换言之，流体的物性对对流传热系数的影响是甚大，这点我们应予以充分注意。至于气体与液体之间，这种区别就更大。例如定性温度为50c时，在相同的流动状态下，水和空气的对流传热系数相差700倍以上。因此在一般操作情况下，空气的流速往往比水的流速要大几倍甚至十几倍。
解：（1）以管子外表面为基准计算已有换热器的传热面积：
（3）求所需的传热面积
1冷凝段与冷却段的传热量
2
②两段的平均温差
总传热量：
冷却水用量
冷却水离开冷却段的温度
℃
冷凝段的平均温差
℃
℃ ℃
冷却段的平均温差
℃
℃
③所需传热面积
冷凝段
冷却段
A> ，即已有传热面积大于所需传热面积，所以此换热器合用。
3-86 将流量为2200kg/h的空气在蒸汽预热器从20 ℃加热到80℃。空气在管作湍流流动，116℃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20%，而空气的进、出口温度不变。问采用什么方法才能完成新的生产任务？请作出定量计算（要求：换热器的根数不作变化）。
３－８４ 某固体壁厚b=500mm,其导热系数 ℃)。已知壁的一侧流体温度Ｔ＝230C ,其对流传热系数 a =50W/(m.℃);另一侧流体温度t=30℃,对流传热系数 m2℃).若忽略污垢热阻，试求：
（1）热通量q; （2）距热壁面２５mm处的壁温t 。
解：方法一
先求热通量，然后以（Ｔ－t ）为传热推动力，
（3）热通量
（4）管壁温度
1）先着眼于管的对流传热。
由牛顿冷却定律：
又
℃
②再眼于管外的对流传热
℃
方法
(1)先求传热过程的总热阻及分热阻（基于表面）
=0.00413( ℃)/W
(2) 再求管壁温度
在连续传热过程中，温降与热阻成正比。故
已知：t = 2300c T = = 500℃
tw= T-
= ℃
tw= t +
重设tW=250℃
αT=0.05×250=20.5W/(m2·K)
QT=20.50×0.339(250-12)=1654W
校核壁温
=0.0517(m2·℃)/W
∴ K=19.3W/(m2·K)
Q≈19.3×0.339(250-12)=1688W
QT≈Q,说明所设壁温合理。
故每米钢管的损失约为 =1671W。
(2)设保温后外壁温度为50℃
αT=8+0.05×50=10.5W/(m2·℃)
此时每米管长的外表面积 AT=π(0.108+0.04)×1=0.465m2
散热量 QT=10.5×0.465(50-12)=186W
校核壁温
由于增加了保温层的热阻 ，总热阻
=0.543(m2·℃)/W
∴ K=1.84W/(m2·℃)
3-92某废热锅炉由 25mm 2。5mm的锅炉钢管组成。管外为水沸腾，绝对压强为2。8Mp ，管走合成转化气，温度由550℃降至450℃。已知转化气一侧， ℃）水侧 ℃）。若忽略污垢热阻，求换热管的壁温 及 。
解：方法一
（1） 先求总传热系数（以管子表面为基准）
（2）平均温度差
2.8Mp 下水的饱和温度为230℃。
每米钢管的外表面积
A=πdL=3.14×0.108×1=0.339m2
散热量
QT=αTA(tW-t)
=21.3×0.339(265-12)=1827W
校核壁温
由 Q=KA(t1-t2)
其中:
=0.0499（m2℃）/W
∴ K=20W/(m2·℃)
又 Q=20×0.339(270-12)=1753W
稳定传热时，QT应等于Q；现QT>Q，说明假设的壁温偏高。
从热油和空气的传热来看
Q=KA(t1-t2)
欲求Q必先知K，而K又与αT有关。
由αT的计算式可以看出，求解tW是关键。但从外壁对周围环境的联合传热方程QT=αTA(tW-t)分析，要想求得tW又须知QT。如此应采取试差法求解。
设未保温时管外壁温度为265℃则
αT=8+0.05×265=21.3 W/(m2·℃)
由题意，n为常数
（a）式代入： （b）
（a）、（b）二式中 、 均为比例系数。
设“1”，“2”分别代表工况改变前后的情况，由（b）式：
已知： 1.2
(b)
比较（a）、（b）二式得
将已知数据代入
增加冷凝量为
即蒸气冷凝量增加了64％。 此例可以帮助我们加深对控制热阻的理解。
由于原来的冷却水出口温度已经很低，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 与 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，管对流传热系数增大到原来的 倍，控制热阻相应降低，导致总传热系数几乎以与管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，降低控制热阻，是增大传热速率的一个重要途径。
求扁管的当量直径d ：
设a、b，分别为矩形截面的宽与长
由题意 2(a+b)=
解之a= b=
d =
=
设 分别为圆管与扁管的对流传热系数，则
∴ =1.11 =1.11 100=111W/( ℃)
对流传热系数由原来的１００Ｗ／（ ℃）增至现在的１１１Ｗ／（m ℃）
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，其对流传热系数大于后者。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），一般都具有高效的特点。
=8.17×1010
α'=
=5.39 W/(m·℃)
=5.39×3.14×0.131(60-20)=88.7W/m
即加了保温层后，每米管道的热损失由原来的281W/m减至88.7W/m。
此题亦可采取简化的方法：如上求出α=6.84W/(m·℃)后，因为保温前后均属自然对流，假定物性不变，则保温前后对流系数的关系为
（ ）为对应热阻，求出 。即将热流体与壁
b
面对流传热与 厚壁面的导热综合考虑。
（1）热通量q 图3-3 3-84附图
= ℃)/W
q=
(2) 壁温 q=
=230-378( =213℃
方法二
用方法一求出热通量后，先由牛顿冷却定律求出热壁面的温度 ，然后再由傅立叶定律求出距热壁面 处的 ，即分步计算法。
（1）热通量
= ℃
两种解法结果相同
分析：由于管外水沸腾传热系数较大，管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。
（2）若管外包一层40mm的保温层后,保温层外表面温度降至60℃,上述热损失减至多少?
解: (1)定性温度= ℃,在此温度下空气的物性为
℃） ℃
查表得：
=6。84W/（m2℃）
（3）加保温后定性温度 ℃，在此温度下：
℃） ℃
Pr'=0.699
Gr'=
=1.17×1011