传热复习题(一)答案
传热学复习题及参考答案

传热学复习题及参考答案一、单选题(共50题,每题1分,共50分)1、( )用于表示油品的物理性质和热力学性质。
A、粘度B、密度C、特性因数正确答案:C2、化工生产中在一定温度下的有腐蚀性液体的输送中,主要用不锈钢管、( )管等。
A、石墨B、玻璃C、塑料D、碳钢正确答案:C3、蛇管式换热器的优点是( )。
A、传热膜系数大B、平均传热温度差大C、传热速率大D、传热速率变化不大正确答案:A4、离心清水泵的叶轮型式应该为( )。
A、开式B、闭式C、半开式正确答案:B5、为防止反应釜中的物料被氧化,可采用以下措施( )A、将反应釜的物料装满B、向反应釜通空气C、向反应釜通N2气或水蒸汽D、对反应釜抽真空正确答案:C6、利用水在逆流操作的套管换热器中冷却某物料。
要求热流体的温度Tl、T2及流量W1不变。
今因冷却水进口温度tl增高,为保证完成生产任务,提高冷却水的流量W2,其结果( )A、Q增大,△tm下降B、Q不变,△tm下降,K增大C、Q不变,K增大,△tm不确定D、K增大,△tm不变正确答案:B7、下列不属于乙烯装置生产特点的是( )A、高温高压、低温低压B、连续性不强C、易燃、易爆、有毒、有害D、生产过程复杂,工艺条件多变正确答案:B8、被称为“塑料王”的材料名称是( )。
A、聚乙烯B、聚丙烯C、聚四氟乙烯D、聚酰胺-6正确答案:C9、当化学反应的热效应较小,反应过程对温度要求较宽,反应过程要求单程转化率较低时,可采用( )反应器A、自热式固定床反应器B、换热式固定床反应器C、单段绝热式固定床反应器D、多段绝热式固定床反应器正确答案:C10、列管式换热器一般不采用多壳程结构,而采用( )以强化传热效果A、波纹板B、折流挡板C、隔板D、翅片板正确答案:B11、多级离心泵比单级离心泵( )A、扬程低B、扬程高C、流量小D、流量大正确答案:B12、阻聚剂的作用过程是( )A、分散B、吸附C、吸收D、分离正确答案:A13、两种流体的对流传热膜系数分别为αl和α2,当α1《α2时,欲提高传热系数,关键在于提高( )的值才有明显的效果A、α2B、αlC、αl和α2D、与两者无关正确答案:B14、离心泵轴封的作用是: ( )A、减少高压液体漏入排出管B、减少高压液体漏回泵的吸入口C、减少高压液体漏出泵外D、减少高压液体漏回吸入管正确答案:C15、某化学反应温度每升高10℃反应速度增加3倍,当温度升高40℃时,反应速度共增( )A、27B、12C、81正确答案:C16、安装在管路中的阀门( )A、不必考虑流体方向B、不必考虑维修时的方便C、需考虑流体方向D、不必考虑操作时的方便正确答案:C17、化工生产操作不包括( )。
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。
传热学模拟试题一

传热学复习题一。
选择恰当的答案填入空格中(每题2分,共30分)1.传热学是研究()的科学。
①热量传导规律;②热量传递规律;③对流传热规律;④辐射传热规律。
2.采暖时,热量从90℃的热水通过1mm厚的钢板传给25℃的室内空气。
在这个综合传热过程中,()。
①水到钢板的传热强于通过钢板的传热强于钢板到空气的传热;②钢板到空气的传热强于通过钢板的传热强于水到钢板的传热;③钢板到空气的传热弱于水到钢板的传热弱于通过钢板的传热;④钢板到空气的传热强于水到钢板的传热强于通过钢板的传热。
3.傅立叶定律中的负号表示热量传递的方向与温度梯度的方向(),即热量必须从高温处向低温处传递。
①相反;②垂直;③相交;④相同。
4.工程材料在使用时表现出来的导热系数还常常与材料内部结构有关,是一种综合导热系数,不再单纯是()。
①物性参数;②过程参数;③几何参数;④边界条件。
5.导热问题(导热数学模型)的三类边界条件分别是()。
①速度边界条件、流量边界条件和温度边界条件;②温度边界条件、热流量边界条件和对流边界条件;③克希霍夫边界条件、基尔霍夫边界条件和霍金边界条件;④导热边界条件、辐射边界条件和对流边界条件。
()。
6.()远远小于()是肋片导热的必要条件,反过来的话肋片不仅不增大传热,反而削弱传热。
①肋片表面对流换热热阻、肋片内导热热阻;②肋基接触热阻、肋片内导热热阻;③肋基导热热阻、肋片内导热热阻;④肋片内导热热阻、肋片表面对流换热热阻。
7.周期性的非稳态导热过程由于边界条件变化程度与周期不同,可能分为也可能不分()等两个阶段。
①非稳态阶段和稳态阶段;②非正规状况阶段和正规状况阶段;③非周期性阶段和周期性阶段;④非定常阶段和定常阶段。
8.集总参数法使用条件是()。
①物体内部单位导热面积上的导热热阻远远小于传热过程总传热热阻;②物体内部单位导热面积上的导热热阻远远大于传热过程总传热热阻;③物体内部单位导热面积上的导热热阻(内热阻)远远小于物体表面同周围环境进行换热的换热热阻(外热阻);④物体内部单位导热面积上的导热热阻(内热阻)远远小于物体表面同周围环境进行换热的换热热阻(外热阻),即Bi很小(<0.1)。
化工原理传热复习题答案

化工原理传热复习题答案一、选择题1. 热传导的基本原理是()。
A. 热对流B. 热辐射C. 热传导D. 热交换答案:C2. 在稳态条件下,一维热传导的傅里叶定律表达式为()。
A. \( q = -k \frac{dT}{dx} \)B. \( q = k \frac{dT}{dx} \)C. \( q = -k \frac{dT}{dy} \)D. \( q = k \frac{dT}{dy} \)答案:A3. 热对流的换热系数h与流体的()有关。
A. 密度B. 粘度C. 速度D. 以上都是答案:D4. 热辐射的强度与物体表面的()成正比。
A. 温度B. 表面积C. 颜色D. 材料答案:A二、填空题1. 热传导的三种基本方式是导热、______和辐射。
答案:对流2. 根据牛顿冷却定律,物体表面与周围环境的温差越大,冷却速率______。
答案:越大3. 换热器的两种基本类型是______和壳管式。
答案:管壳式4. 热交换效率是指实际换热量与理论换热量之比,通常用希腊字母______表示。
答案:ε三、简答题1. 简述热传导的基本原理。
答案:热传导是热量通过物质内部分子或原子的振动和碰撞传递的过程,不需要物质的宏观运动。
2. 描述热对流换热系数h的影响因素。
答案:热对流换热系数h受流体的物理性质(如密度、比热容、粘度等)、流动状态(层流或湍流)、流体速度、温度差以及换热面的特性等因素的影响。
3. 说明热辐射的特点。
答案:热辐射是一种不需要介质的热传递方式,其传递速度等于光速,且辐射强度与物体表面的温度的四次方成正比。
四、计算题1. 已知一物体在室温25°C的条件下,通过热传导的方式每小时损失的热量为500W,求该物体的热传导系数k。
答案:根据傅里叶定律,\( q = -k \frac{dT}{dx} \),其中q为热流密度,dT为温差,dx为物体的厚度。
由于题目未给出物体的厚度和温差,无法直接计算k值,需要更多信息。
《传热学》复习

《传热学》复习一、思考题1、 试述导热系数、对流换热系数、传热系数的物理意义。
2、 试说明物体内的等温线为何不能相交?热流线能否相交?3、 有一正圆台的四周绝热,顶面温度高于底面,试作出定性等温面与热流线。
4、 一条暴露在大气中的热管道与外界通过哪些方式进行传热?5、 内径相同时,同种材料的厚壁管是否一定比薄壁管的热损失小?试举例说明。
6、 设冬天室内温度为1f T ,室外温度为2f T ,试针对下列情况画出从室内经砖墙到室外的温度分布示意曲线:(1) 室外平静无风;(2) 室外挂大风,冷空气以较大流速吹过砖墙表面;(3) 如果再考虑砖墙与周围环境之间的辐射换热,则温度分布将如何变动?为什么?7、 在夏天,室内保持20℃的室温,穿短裤、凉鞋和衬衫也感到舒服,而到冬天,室内保持同样温度,这时人们穿厚的运动衫才能感到舒服。
试说明原因。
8、 说明下列各式所描述的物理现象:(1)02=∇T ; (2)022=Φ+ dxT d k ; (3)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂=∂∂2222y T x T a t T 9、 试说明固体导热第三类边界条件式()wf w n T k T T h ∂∂-=-中各项的含义,并说明在什么情况下,第三类边界条件可变为第一类边界条件。
10、 试述非稳态导热差分方程式的稳定性判据。
11、 试比较一维稳态导热和一维非稳态导热的差分方程式。
非稳态导热和稳态导热的差分方程式的求解有何区别?12、 平板、圆管、圆球及翅片各在什么情况下可以按一维稳态导热计算?13、 在推导圆筒壁稳定导热的计算式时作了哪些假设?为什么在运用傅里叶定律中不用热流密度来表示?14、 某热力管道采用两种不同材料的组合保温层,两层厚度相等,第二层的算术平均直径两倍与第一层的算术平均直径,而第二层材料的导热系数仅为第一层材料的一半。
如果把两层材料相互调换,其他情况不变,问每米长管道热损失将如何变化?15、 一厚度为δ的无限大平板,其导热系数k 不变,平板内具有均匀内热源Φ,平板一侧绝热,另一侧与温度为T f 的流体对流换热,换热系数为h ,试写出这一稳定导热过程的完整数学描述。
传热复习题(一)参考答案

《传热技术》复习题(一)参考答案一、填空题1、写出三种间壁式换热器的名称:套管式换热器、管壳式换热器和板式换热器。
2、换热器在使用一段时间后,传热速率会下降很多,这往往是由于传热管表面有污垢积存的缘故。
3、用套管换热器加热内管的空气,蒸气在管间冷凝。
现欲通过实验方法测定蒸气和空气的给热系数,需要的主要仪器有温度计、流量计。
4、用饱和水蒸汽加热空气,总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数,而壁温接近于饱和蒸汽侧流体的温度值。
5、蒸气冷凝分滴状冷凝和膜状冷凝。
6、冷、热气体在间壁换热器中换热,热气体进口温度T1=400℃,出口温度T2为200℃,冷气体进口温度t=50℃,两股气体的质量流量相同,物性数据可视1为相同,若不计热损失时,冷气体出口温度为250 ℃;若热损失为5%时,冷气体出口温度为240 ℃7、应用准数关联式求取对流传热系数时,应注意:(1)应用范围;(2)特征尺寸;(3)定性温度。
8、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,则管壁温度接近水蒸汽的温度,总传热系数接近空气的对流传热系数。
9、列管换热器,在壳程设置折流挡板的目的是强化传热和支撑管束。
10、如图所示为间壁式换热器中冷流体B与热流体A的稳态传热过程的温度分布曲线,该传热过程是由对流传热、热传导和对流传热三个串联的热传递环节组成,由图分析可知:α1< α2,因此若强化该传热过程,应从A 侧着手。
11、强化传热的方法之一是提高K值. 而要提高K值,则应提高对流传热系数较小一侧的对流传热系数。
12、有两种不同的固体材料,它们的导热系数第一种为λ>第二种为λ,若作为换热器材料,应选用第一种;当作为保温材料时,应选用第二种。
13、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/m2.K,则其厚度不低于91mm 。
化工原理—传热复习题及答案

化工原理—传热复习题及答案一、选择题1、关于传热系数K,下述说法中错误的是()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;C2、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、F3、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、E4、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D5、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;C6、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;B7、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;A8、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,冷水进口温度为15?C,出口温度为53?C,冷热水的流量相同,且假定冷热水的物性为相同,则热损失占传热量的()。
(完整)传热复习题

传热一、填空题:1。
工业上冷热流体间的传热方式有_______、_______、______。
答案:间壁式蓄热式直接混合式2。
热量传递的方式主要有三种: ______、________、_______.答案:热传导热对流热辐射3传导传热的傅立叶定律表达式为____,其符号各代表_______,_____和______。
答案:dQ/dτ=-λAdt/dδ,dQ/dτ表示单位时间传递的热量,-表示温度向降低方向传递,A表示传热面积,λ表示导然系数和dt/dδ表示温度梯度.4. 影响给热系数α的因素有________。
答案:流体种类、流体性质、流体流动状态和传热壁面的几何尺寸5。
由多层等厚度平壁构成的传热壁面,若某层所用材料的导热系数越大,则该壁面的热阻就越 _______,其两侧的温度差越______。
答案:小小6。
定态导热是指______不随时间而改变.答案:传热系统中各点的温度仅随位置变7. 影响传导传热系数的因素有__________。
答案:物质种类和组成,物质的内部结构和物理状态、温度、湿度、压强等8。
牛顿冷却定律公式为_____, 其符号各代表______、_____和______。
答案:Q=αA(T-t w), Q表示传热速度、α表示传热系数、A表示对流传热面积、T表示热流体主体平均温度和t w表示为低温流体壁面温度。
9.在包有二层相同厚度但导热系数不同的保温材料的圆形管道上,应该将____材料放在内层,道理是______,_____.答案:导热系数小的减少热损失降低壁面温度10。
在多层平壁定态导热中,通过各层的传热速率____________答案:相等.11。
在流体与固体壁面间发生的对流传热中,热阻主要集中在_________。
答案:滞流内层中12.在热交换过程中,两侧流体的相互流向有________。
答案:并流、逆流、折流、错流13.多层壁面导热的总热阻等于________.答案:多层热阻之和14. 在列管式换热器中,用饱和蒸汽加热空气,传热管的壁面温度接近_______气(或汽)的温度,总传热系数K接近______气(或汽)的对流给热系数.答案:蒸气空气15。
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《传热技术》复习题(一)参考答案一、填空题1、写出三种间壁式换热器的名称:套管式换热器、管壳式换热器和板式换热器。
2、换热器在使用一段时间后,传热速率会下降很多,这往往是由于传热管表面有污垢积存的缘故。
3、用套管换热器加热内管的空气,蒸气在管间冷凝。
现欲通过实验方法测定蒸气和空气的给热系数,需要的主要仪器有温度计、流量计。
4、用饱和水蒸汽加热空气,总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数,而壁温接近于饱和蒸汽侧流体的温度值。
5、蒸气冷凝分滴状冷凝和膜状冷凝。
6、冷、热气体在间壁换热器中换热,热气体进口温度T1=400℃,出口温度T2为200℃,冷气体进口温度t1=50℃,两股气体的质量流量相同,物性数据可视为相同,若不计热损失时,冷气体出口温度为250 ℃;若热损失为5%时,冷气体出口温度为240 ℃7、应用准数关联式求取对流传热系数时,应注意:(1)应用范围;(2)特征尺寸;(3)定性温度。
8、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,则管壁温度接近水蒸汽的温度,总传热系数接近空气的对流传热系数。
9、列管换热器,在壳程设置折流挡板的目的是强化传热和支撑管束。
10、如图所示为间壁式换热器中冷流体B与热流体A的稳态传热过程的温度分布曲线,该传热过程是由对流传热、热传导和对流传热三个串联的热传递环节组成,由图分析可知:α1 < α2,因此若强化该传热过程,应从A 侧着手。
11、强化传热的方法之一是提高K值. 而要提高K值,则应提高对流传热系数较小一侧的对流传热系数。
12、有两种不同的固体材料,它们的导热系数第一种为λ>第二种为λ,若作为换热器材料,应选用第一种;当作为保温材料时,应选用第二种。
13、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/m2.K,则其厚度不低于91mm 。
(注:大型容器可视为平壁) 14、列管式换热器的壳程内设置折流挡板的作用在于提高壳程流体的流速,折流挡板的形状有弓形,圆盘形等。
15、化工生产中最常用的载热体(加热剂)为饱和蒸汽,常用的冷却剂为水。
二、选择题1、将1500 kg/h,80℃的硝基苯通过换热器冷却到40℃,冷却水初温为30℃,出口温度不超过35℃,硝基苯比热为1.38kJ/kJ℃,则换热器的热负荷为( B )。
A. 19800 kJ/h;B. 82800 kJ/h;C. 82800 kW;D.19800kW2、提高传热强度的主要途径是增大(C )。
A. 传热温度差;B. 加热蒸汽压力;C. 传热系数;D. 传热面积;3、计算下列四种“数”时,其数值大小与单位制选择有关的是( D )。
A.普兰德准数B.传热单元数C.离心分离因数KD.过滤常数K4、黑度表明物体的辐射能力接近黑体的程度,其值大小与物体的(D )无关。
A.种类;B.表面状况;C.表面温度;D..颜色5、在间壁式换热器内用饱和水蒸汽加热空气,总传热系数K值接近于(B )。
A. α蒸汽B. α空气C. α蒸汽与α空气的平均值D. α蒸汽与α空气的对数平均值6、流体与固体壁面间的对流传热,当热量通过滞流内层时,主要是以( A )方式进行的。
A. 热传导B. 对流传热C. 热辐射D.热对流7、列管式换热器内,装设了两块横向折流挡板,则该换热器的壳程为(A )A. 单程B. 双程C.三程D.四程8、在下面几种换热器中,冷热两种流体能实现完全逆流的是( A )。
A. 套管式B. 列管式C. 板式D.夹套换热器9、热对流仅发生在( C )中。
A. 固体B. 静止的流体C. 流动的流体D.真空10、稳定的多层平壁的导热中,某层的热阻愈大,则该层的温度差( A )。
A. 愈大B. 愈小C. 不变D.和温差无关11、用两种不同的保温材料时,往往把导热系数入值小者放在(A )。
A. 内层B. 外层C. 内外层均可内外层均不可12、用饱和水蒸汽加热空气时,传热管的壁温接近(A )A. 蒸汽的温度;B. 空气的出口温度;C. 空气进口温度D. 空气进、出口平均温度13、喷淋式换热器属于( B )换热器的一种。
A. 混合式B. 间壁式C. 蓄热式D.直接接触式14、热量传递的基本方式是( D )。
A. 恒温传热和稳态变温传热;B. 导热给热和热交换;C. 气化、冷凝与冷却;D. 导热、对流与辐射15、工业采用翅片状的暖气管代替圆钢管,其目的是(C )。
A. 增加热阻,减少热量损失;B. 节约钢材、增强美观;C. 增加传热面积,提高传热效果。
D.降低传热系数,减少散热16、揭示了物体辐射能力与吸收率之间关系的定律是(B )。
A.斯蒂芬-波尔兹曼定律;B.克希霍夫定律;C.折射定律;D.普朗克定律17、采用多管程换热器,虽然能提高管内流体的流速,增大其对流传热系数,但同时也导致( D )。
A.管内易结垢;B.壳程流体流速过低;C.平均温差下降;D.管内流动阻力增大三、判断题1、换热器的平均传热温度差,是指热流体进出口的平均温度与冷流体进出口的平均温度的差值。
( F )2、固体材料的内部结构越松疏,其导热系数则越大( F )3、在稳定的多层平壁导热中,热阻与温差成正比。
(T )4、维持膜状沸腾操作,可获得较大的沸腾传热系数。
( F )5、保温层应该选用导热系数小的绝热材料(T )6、传热边界层厚度总是小于或等于流动边界层厚度。
(T )7、换热器的导热管,应选用导热系数值大的材料。
(T )8、在稳态传热中,凡热阻大处其温差也大。
( T )9、在稳定的多层平壁导热中,若某层的热阻较大,则导热温度差就较小。
( F )10、当保温材料的厚度加大时,内外壁面的总温度差增大,总的热阻也增大,总推动力与总阻力之比为定值,即导热速率不变。
( F )11、多层平面壁稳态热传导时,推动力是内壁面与外壁面间总的温度差;总热阻是各层热阻的倒数之和。
( F )12、由溶液沸点造成温度差损失等于溶液的沸点与相同压力下水的沸点之差。
(T )13、凡稳定的圆筒壁传热,热通量为常数。
( F )14、维持膜状沸腾操作,可获得较大的沸腾传热系数。
( F )15、当保温材料的厚度加大时,内外壁面的总温度差增大,总的热阻也增大,总推动力与总阻力之比为定值,即导热速率不变。
( F )16、蛇管换热器是属于间壁式换热器的一种。
(T )四、简答题1、列管换热器由哪几个基本部分组成?各起什么作用?答:主要由壳体、管束、管板和顶盖(又称封头)等基部分组成。
壳体和管束作为冷热两流体的流动空间,通过管壁进行换热。
管束安装在管板上,通过管板使管束与壳体连成一体。
顶盖(封头)上有管程流体进出口,且有分程、密封,封头可拆卸,便于管子清洗等作用。
2、提高传热系数时,为什么要着重提高给热系数小的这一侧?解:当忽略金属壁面的导热热阻时,1/K=1/α+1/α=(α+α)/(α×α)若α>>α,则α+α≈α∴K≈α即K接近α小的数值。
3、为什么工业换热器的冷、热流体的流向大多采用逆流操作?答:逆流操作可以获得较大的平均传热温度差,从传递相同热负荷言,须较小的传热面积,节省设备费用。
此外,逆流热流体出口温度T可接近冷流流体进口温度t,对相同热负荷言,需加热剂少;同样,就冷流体而言,逆流体出口温度t可接近热流体进口温度T,对相同热负荷言,需要冷却剂少,故对逆流就加热剂或冷却剂用量考虑,逆流操作费小。
4、试述对流传热的机理?答:热流体流过管道时, 在湍流主体中,流体剧烈拢动,形成漩涡, 使质点强烈混合而交换热量,温度较均匀,几乎不存在温度梯度;但在紧靠管壁,有一层很薄的作层流流动的流体层(层流底层),在这层薄层内,热量传递以导热方式进行,从微观上言,是靠分子传递。
由于流体的导热系数很小,故热阻丝要集中层流底层内。
对管内层流流动,热量传递也是主要靠导热。
但由于温度存在(轴向的,径向的),有密度差,会引起质点的对流,比较复杂。
5、试分析对流传热系数的影响因素?答:影响对流传热系数的因素有:d,u,ρ,μ,λ,c P五、计算题1、某厂在由177根φ25×2mm,长3m的钢管构成的单壳程单管程列管换热器内,用132.9℃的饱和水蒸汽在管间冷凝,将管内作湍流流动的常压乙烯气体加热。
已知乙烯气体流量为0.6kg/s,进口温度为20℃,在操作条件下的密度为1kg/m3,比热为1.84 kJ/kg.K,对流传热系数为53w/m2.K,饱和水蒸汽冷凝传热膜系数为8000 w/m2.K,可忽略管壁及垢层热阻。
(1)确定乙烯气体出换热器时的温度;(2)若乙烯气体通过换热器的压降要求不超过0.01 kgf/cm2,通过换热器的总长度(包括局部阻力当量长度)为5.5m,摩擦系数λ=0.04,试确定该换热器最多能允许通过多少kg/s的乙烯气体?解:(1)Q=wc P (t2 -t1 )=0.6C P (t2 -20)(1分)Q=KAΔtm(1分)Si =nπdi L=177π×0.021×3 =35.014 m(1分)∵αi<<αo Ki =1/(1/α1 +1/α2 )=1/(1/53+1/8000)=52.65 w.m.K(2分)则0.6×1.84×10^3×(t2 -20)=52.65×35.014×(t2 -20)/ln(132.9-20)/(132.9-t2 )ln(112.9/(132.9-t2 ))=1.668112.9/(132.9-t2 )=5.304704.89 - 5.304t2 =112.9 ∴t2 =111.61℃(3分)(2)ΔP=0.01 kgf/cm=0.01×9.804×10=9.807×10Pa(1分)ΔP=λl/d×u2/2×ρ=0.04×5.5/0.021×u2/2×1(2分)9.807×10=0.04×5.5/0.021×u2/2∴u=13.68 m.s(2分)w=nπ/4 d i2uρ=177×0.785×0.021×13.68 =0.8389 kg.s =0.84kg.s(2分) 2、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 )。