热交换器原理与设计题库考点整理史美中
热交换器复习重点
热交换器复习重点1.套管式换热器的特点优点：结构简单，适用于高温高压流体，特别是小容量流体的传热。
如果工艺条件变动，只要改变套管的根数，就可以增减热负荷。
另外，只要做成内管可以抽出的套管，就可以清除污垢，所以它亦适用于易生污垢的流体。
缺点：流动阻力大，金属消耗量多，而且体积大，占地面积大，故多用于传热面积不大的换热器。
2.换热器的四大计算包括：热计算、结构计算、流动阻力计算、强度计算。
3.相变换热中顺流还是逆流的换热温差有无差别？于其中有一种流体在相变的情况下进行传热，它的温差沿传热面不变，因此无顺流、逆流之别。
4.顺流的平均温差和温度的分布特点：两种流体向着同一方向平行流动，热流体的温度沿传热面不断降低，冷流体的温度沿传热面不断升高。
5.温度交叉能否出现在逆流换热和顺流换热逆流能，顺流不能。
6.采用胀管法固定管子时换热器压力一般不能超过？压力低于。
7.分程隔板的作用为了将热交换器的管程分为若干流程。
8.高效间壁式换热器包括哪些类型螺旋板式、板式、翅片管式及热管热交换器。
9.板式换热器的关键部件和最易出现故障的部件关键部件：传热板片。
故障部件：垫圈。
10.回转式空气预热器的特点优点：结构紧凑，节省钢材，耐腐蚀性好和受热面受到磨损和腐蚀时不增加空气预热器的漏风量等。
缺点：漏风量较大，对密封结构要求较高。
11．换热器中热应力方法在热交换器中，除了压力产生的应力外，还会于壳体、管子所接触的流体温度不等，使壳体、管束的伸长受到约束，从而在轴向产生拉应力或压应力。
这种温差引起的力称为温差应力或热应力、温差轴向应力。
12.确定传热系数的方法有哪几类？各自适用场合？方法：选用经验数据于设计者根据经验或参考书籍选用工艺条件相仿、设备类型类体，高粘度流体和在层流区流动的流体，饱和蒸汽。
14.热交换器流体的选用速度和最佳速度的关系选用速度是要尽量避免流体呈湍流状态，以保证设备在较大的传热系数下进行热交换，为避免产生过大的压降，才不得不选用层流状态下的流速。
板式换热器设计及其选用
题目：板式换热器设计及其选用目录一、说明书 (2)二、设计方案 (3)三、初步选定 (4)（1）已知两流体的工艺参数（2）确定两流体的物性数据（3）计算热负荷和两流体的质量流速（4）计算两流体的平均传热温差（5）初选换热器型号四、验证 (6)（1）算两流体的流速u（2）算雷诺数Re（3）计算努塞尔特数Nu（4）求两流体的传热系数α（5）求污垢热阻R（6）求总传热系数K，并核算五、核算 (7)（1）压强降△P核算（2）换热器的换热量核算六、结论 (7)七、设计结果 (8)八、附录 (9)表1：板式换热器的污垢热阻图1：多程流程组合的对数平均温差修正系数九、参考文献 (9)一、说明书现有一块建筑用地，建筑面积为12500 m2，采用高温水在板式换热器中加热暖气循环水。
高温水进入板式换热器的温度为100℃，出口的温度为75℃；循环水进入板式换热器的温度为65℃，出口的温度为90℃。
供暖面积热强度为293 kJ／(m2·h)。
要求高温水和循环水经过板式换热器的压强降均不大于100 kPa。
请选择一台型号合适的板式换热器。
（假设板壁热阻和热损失可以忽略）已知的工艺参数：二、设计方案(1) 根据热量平衡的关系，求出未知的换热量和质量流量，同时算出两流体的平均温度差；(2) 参考有关资料、数据，设定总传热系数K，求出换热面积S，根据已知数据初选换热器的型号；(3) 运用有关关联式验证所选换热器是否符合设计要求；(4) 参考有关资料、数据，查出流体的污垢热阻；(5) 根据式求得流体的总传热系数，该值应不小于初设的总传热系数，否则改换其他型号的换热器，由（3）开始重新计算；(6) 如果大于初设值，则再进一步核算两流体的压强降和换热量，是否满足设计要求，否则改换其他型号的换热器，由（3）开始重新计算；(7) 当所选换热器均满足设计要求时，该换热器才是合适的。
三、初步选定（1）已知两流体的工艺参数高温水t1′= 100℃t1〞= 75℃△P1≤100 kPa循环水t2′= 65℃t2〞= 90℃△P2≤100 kPa（2）确定两流体的物性数据高温水的定性温度为：循环水的定性温度为：根据定性温度，分别查取两流体的有关物性数据：① 热的一侧（高温水）在87.5℃下的有关数据如下：密度ρ1 = 970.17 kg／m3定压比热容 cp1 = 4.196 kJ／(kg·℃)导热系数λ1 = 0.67425 W／(m·℃)流体运动黏度ν1 = 0.355×10-6 m2／s 普兰特数 Pr1 = 2.145② 冷的一侧（循环水)在77.5℃下的有关数据如下：密度ρ2 = 976.3 kg／m3定压比热容 cp2 = 4.18 kJ／(kg·℃)导热系数λ2 = 0.669 W／(m·℃)流体运动黏度ν2 = 0.4205×10-6 m2／s普兰特数 Pr2 = 2.465（3）计算热负荷和两流体的质量流速热负荷：高温水质量流速：循环水质量流速：（4）计算两流体的平均传热温差对数平均温度差：循环水的传热单元数：由<图1>查得，取：Ф = 0.942，则平均传热温差：（5）初选换热器型号根据两流体情况，假设K′=3100 W／(m2·℃)，故：传热面积：由换热器系列标准中初选BR0.3型板式换热器，有关工艺参数如下：换热面积 So = 35 m2流程组合单板换热面积 Ao = 0.368 m2单流道截面积Aε = 0.0013392 m2当量直径 de = 0.0072 m板片厚度δo = 0.0008 ( 材料为18.8不锈钢 )传热和压降计算关联式如下：若采用此换热器，则要求过程的总传热系数K≥3100 W／(m2·℃)。
热交换器原理与设计样题
南京工程学院试卷（1）1、在以多流程等复杂方式流动的热交换器中，通常先按（后乘以考虑因其流动方式不同而引入的修正系数来确定其对数平均温差。
a.纯叉流；b.纯顺流；c.纯逆流。
3、采用空气预热器回收烟气中余热，采用热管式换热器，管子上加翅片，翅片应该（）a.（氐而厚b.高而薄 c 低而薄二、问答题（本题4小题,每题8分，共32分）1、对两种流体参与换热的间壁式换热器，其基本流动式有哪几种？说明流动形式对换热器热 力工作性能的影响•（ 8分）课程所属部门: 考试方式:开卷20 /20 学年 第2学期共5页第1页能源与动力学院 课程名称：热交换器原理与设计使用班级: 热能与动力工程（核电站集控运行）题号一一一-二二-三四五六七八九十总分得分、选择题（本题3题,每题3分,共9 分））算出对数平均温差，然2、下图所示的换热器，是（ ）型管壳式换热器。
主管领导批准:命 题人：张翠珍 教研室主任审核:本题得分a. 2-1b. 1-2 c 2-2本题得分南京工程学院试卷共5页第2页2、试述平均温差法（LMTD法）和效能一传热单元数法（&-NTU法）在换热器传热计算中各自的特点？（8分）3、简述吸液芯热管的工作过程。
（8分）南京工程学院试卷共5页 第3页4、对管壳式换热器来说，两种流体在下列情况下，何种走管内，何种走管外？⑴清洁与不清洁的；（2）腐蚀性大与小的；⑶温度高与低的；（4）压力大与小的；（5）流 量大与小的；（6）粘度大与小的。
（8分）1名 ■ 1 1 i 1 i i i i i 姓i 号 i i i i i ■ 1 i i i 学■级 1 i i i i i i 班 iI 1 i ii i三、思考题（本题2小题,每题15分，共30 分）1、在圆管外敷设保温层与在圆管外侧设置肋片从热阻分析的角度有什么异同？在什么情况下加保温层反而会强化其传热然而加肋片反而会削弱其传热？ （15分）2、热水在两根相同的管内以相同流速流动，管外分别采用空气和水进行冷却。
换热器计算.
一、冷凝器热力、结构计算1.1冷凝器的传热循环的确定根据冷库的实际工作工况：取蒸发温度015t C =-︒，过热度5r t C ∆=︒，即吸入温度110t C =-︒；过冷度 5K t C ∆=︒ ,冷凝器出口温度535k k t t t C =-∆=︒，则C t k 40=.查《 冷库制冷设计手册》第441页图6-7， R22在压缩过程指示功率82.0=i ηkg kJ h /4051= kg kJ h /4452= ()K kg kJ s s ⋅==/7672.121kg m v /06535.031= kg kJ h /4183= kg kJ h /2504=kg kJ h /2435= kg m v /108673.0335-⨯=kg kJ h h w t /4040544512=-=-= (3.1)kg kJ w w iti /8.4882.040===η 图1-1系统循环p-h 图lgp /MPakg kJ w h h i s /8.4538.4840512=+=+=再查R22的圧焓图得C t s 802= kg m v s /02.032=所需制冷剂流量为s kg h h Q q s k mo /3834.02438.4538152=-=-=1.2冷却水流量vs q 和平均传热温差m T ∆的确定1.2.1冷却水流量vs q 确定冷却水进、出口温度 C t ︒='322,236t C ''=︒ ，平均温度C t m ︒=34，由《传热学》563页的水的物性表可得:3994.3/kg m ρ=4174/()p c J kg K =⋅620.746610/m s ν-=⨯262.4810/()W m K λ-=⨯⋅则所需水量:()()s m t t c Q q p k vs /10879.4323641743.9941081333'2''2-⨯=-⨯⨯⨯=-=ρ 1.2.2平均传热温差m T ∆的确定由热平衡 ：2323()()mo s p vs q h h c q t t ρ''-=⨯- ，有2332()mo s p vs q h h t t c q ρ-''=-=()C3.3510879.4174.43.9944188.4533834.0363=⨯⨯⨯-⨯-- ()()C q c h h q t vs p mo 13.3210879.4174.43.9942432503834.032t 354'24=⨯⨯⨯-⨯+=-+=-ρ各段对数平均温差 （1）段： ()()()()C t t t t t t t t t k k m 05.5323513.3240ln323513.3240ln'254'2541=-----=-----=∆ （2）段：C t t t t t t t k k m 15.63.354013.3240ln13.323.35ln 34432=---=---=∆ （3）段：()()()()C t t t t t t t tt k s k s m 57.173.35403680ln 3.35403680ln3''223''223=-----=-----=∆ 整个过程的平均温差（积分平均温差）Ct h h t h h t h h h h t m s m m s m 83.657.174188.45315.625041805.52432502438.45333224315452=-+-+--=∆-+∆-+∆--=∆1.3 换热管的选型根据《小型制冷装置设计指导》第71页表3-4，选用3号滚轧低翅片管为传热图1-2冷凝器流体温度变化简图管, ∅16mm ×1.5mm ，因其增强系数相比较大，有利换热。
热交换器原理与设计期末复习重点1
热交换器原理与设计期末复习重点10绪论一、定义1、热交换器：在工程中，将某种流体的热量以一定的传热方式传递给他种流体的设备。
2、换热过程：在炼油、化工生产以及绝大多数工艺过程中都有加热、冷却和冷凝过程。
3、注意：在热交换器中至少有两种流体参加换热。
一种流体温度较高，放出热量，另一种流体温度较低，吸收热量。
二、热交换器在工程中广泛应用1、锅炉设备中的：过热器、省煤器、空气预热器；2、电厂热力系统中的：凝汽器、除氧器、给水加热器、冷水塔等；3、制冷工业中：蒸汽压缩式制冷机或吸收式制冷机中的蒸发器、冷凝器；4、冶金工业中高炉中的：热风炉，炼钢和轧钢生产工艺中的空气或煤气预热；5、制糖工业和造纸工业中的：糖液蒸发器和纸浆蒸发器。
三、衡量换热器的指标1、传热效率高（传热系数大）2、结构要紧凑（比表面积：传热面积与换热设备体积之比。
要大）3、要节省材料（比重量：单位体积消耗材料。
要小）4、压力降要小（流动阻力小）5、要求结构可靠、制造成本低、便于安装检修、使用周期长。
四、热交换器的分类1. 按照用途来分类（1）加热器：用于把流体加热到所需温度，被加热流体在加热过程中不发生相变。
（2）预热器：用于流体的预热，以提高整套工艺装置的效率。
（3）过热器：用于加热饱和蒸汽，使其达到过热状态。
（4）蒸发器：用于加热液体，使其蒸发汽化。
（5）再沸器：用于加热已被冷凝的液体，使其再受热汽化。
为蒸馏过程专用设备。
（6）冷却器：用于冷却流体，使其达到所需温度。
（7）冷凝器：用于冷却凝结性饱和蒸汽，使其放出潜热而凝结液化。
（8）再热器：用于电厂再热循环。
（9）回热器：用于冷凝液的过冷。
（10）省煤器：用于加热锅炉的给水。
2. 按照制造的材料分类（1）金属材料换热器由金属材料加工制成的换热器。
常用的材料有碳钢、合金钢、铜及铜合金、铝及铝合金、钛及钛合金等。
因金属材料导热系数大，故此类换热器的传热效率高。
（2）非金属材料换热器有非金属材料制成的换热器。
柳州市被授予“全国可再生能源建筑应用城市示范”称号
改造后 每 台换热器 只 配置一 台疏水 器 。 （） ３改造 前汽 一水热 交换器 无水位 监 控装 置 ； 改造 后对汽 一水 热交换 器加 装 了水位监 控装 置 。 ５ 结语
也意 味着柳 州市 将获 得 中央财政 的补 助 。 信 不久 的 相 将来 ， 龙城 会有 更多 的“ 低碳 建筑 ”亮相 。
记者 从市 住建 委 了解 到 ， 再 生能源 建筑 应 用城 可 市示 范 是 国家 住 房和 城 乡 建 设 部和 财 政 部 为 落 实 国
务 院节 能减排 战 略部署 ， 快发 展 新能源 与 节能 环保 加 新兴产 业 ， 推动 可 再生 能源 在城 市建 筑领 域 大规模 应
用效率， 同时 由于 降低 了凝 结 水 的 回收 温度 ， 大 大 也 减 少 了“ 二次 闪蒸 ” 的形成 ， 减少 了热 量损 失 。 （） ２通过 实 际运 行 检验 ， 热交 换器加 装 液位监 控装 置对 于控 制 热交 换器 壳层 凝 结水液 位 ， 防止 发生 壳层 满水 是可 行 的。 （） 统 流程 改造 后 ， 过 实际 运行 ， 过 调 节一 ３系 经 通 级热 交 换 器凝 结 水 液 位 高度 来 控 制 热交 换 器 的 实 际 换热 面积来 调节 供暖运 行 参数是 可行 的 。 （） ４在系 统流程 改造 后 ， 水设 备 的减少 没有 造成 疏 疏 水不 及 时的现 象 出现 。
比较 图 １ 图 ５ 可 看 出 改造 前后 系 统 形式 有 几 与 ， 点 不 同： （） １二级 热交 换器 的流程 不 同： 改造 前 二级热 交换 器 壳层 介质 为采 暖水 ， 管层 介 质为 一级 换热 器蒸 汽凝 结水 ； 造后 二级 热 交换器 壳层 介质 为 一级换 热 器蒸 改 汽凝 结水 ， 管层 介质 为采暖 水 。
热交换器原理与设计-题库-考点整理-史美中
热交换器原理与设计-题库-考点整理-史美中(总6页)本页仅作为文档页封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March热交换器原理与设计题型：填空20％名词解释（包含换热器型号表示法）20％简答10％计算（4题）50％0 绪论热交换器：将某种流体的热量以一定的传热方式传递给他种流体的设备。
(2013-2014学年第二学期考题[名词解释])热交换器的分类：按照热流体与冷流体的流动方向分为：顺流式、逆流式、错流式、混流式按照传热量的方法来分：间壁式、混合式、蓄热式。
(2013-2014学年第二学期考题[填空])1 热交换器计算的基本原理（计算题）热容量（W＝Mc）：表示流体的温度每改变1℃时所需的热量温度效率（P）：冷流体的实际吸热量与最大可能的吸热量的比率(2013-2014学年第二学期考题[名词解释])传热有效度（ε）：实际传热量Q与最大可能传热量Q max之比2 管壳式热交换器管程：流体从管内空间流过的流径。
壳程：流体从管外空间流过的流径。
<1-2>型换热器：壳程数为1，管程数为2卧式和立式管壳式换热器型号表示法（P43）(2013-2014学年第二学期考题[名词解释])记：前端管箱型式:A——平盖管箱B——封头管箱壳体型式:E——单程壳体 F——具有纵向隔板的双程壳体 H——双分流后盖结构型式:P——填料函式浮头 S——钩圈式浮头 U——U形管束管子在管板上的固定：胀管法和焊接法管子在管板上的排列：等边三角形排列（或称正六边形排列）法、同心圆排列法、正方形排列法，其中等边三角形排列方式是最合理的排列方式。
(2013-2014学年第二学期考题[填空])管壳式热交换器的基本构造：⑴管板⑵分程隔板⑶纵向隔板、折流板、支持板⑷挡板和旁路挡板⑸防冲板产生流动阻力的原因：①流体具有黏性，流动时存在着摩擦，是产生流动阻力的根源；②固定的管壁或其他形状的固体壁面，促使流动的流体内部发生相对运动，为流动阻力的产生提供了条件。
热交换器原理与设计—第0章__绪论
第0章 绪论
0.2 热交换器的分类 各种类型的管式换热器： 沉浸式换热器 用途：可用作液体的预 热器和蒸发器；也可作 气体和液体的冷却器和 冷凝器。 优点：构造简单，制作 维修方便，容易清洗。 特点：管外为自然对流 缺点：传热系数低，体 积大。可在槽内加装搅 拌装置强化换热。
第0章 绪论
0.2 热交换器的分类 各种类型的管式换热器： 喷淋式换热器 将冷却水直接喷淋到管 外表面，使管内热流体 冷却或冷凝。 优点：结构简单，易于 制造和检修，易清洗。 特点：换热系数较沉浸 式大，水与空气共同冷 却，传热效果较好。 缺点：当冷却水过分少 时，下部的管子几乎不 参与换热，金属消耗大
热交换器原理与设计
课程的考核方法与学习要求
考核方法：平时成绩 + 大作业，五级制 1. 平时成绩占40％； 2. 大作业占60％。 平时成绩评定标准： 1. 每旷课一次减一等； 2. 每迟到三次减一等； 3. 旷课四次（含）不及格。
教材： 史美中，王中铮. 热交换器原理与 设计(第二版). 南京：东南大学 出版社，1996
板式换热器
板式换热器
板式换热器
螺旋板式换热器
螺旋板式换热器
第0章 绪论
0.2 热交换器的分类 优点：结构简单，造价较低， 各种类型的管式换热器 选材范围广，处理能力大， 管壳式换热器 能适应高温高压要求。
管束、管程、分程隔板、壳程，纵向隔板、管板、折 流板、管箱、接管，封头(平盖、球形，椭圆)等。
第0章 绪论
0.3 换热器设计计算的内容 (1) 热计算 根据给出的工艺条件，如换热器的类型，流体的种 类，进出口温度，压力，求传热系数及传热面积。 (2) 结构计算 根据传热面积的大小计算换热器的主要部件的尺寸， 如管子的直径、长度、根数、壳体的直径，折流板 的尺寸和数目，分程隔板的数目和布置，接管尺寸 等。 (3) 流动阻力计算 包括管程和壳程的阻力，为选择泵和风机提供依据 或校核其是否超过允许的数值。 (4) 强度计算
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热交换器原理与设计
题型：填空20％名词解释（包含换热器型号表示法）20％
简答10％计算（4题）50％
0 绪论
➢热交换器：将某种流体的热量以一定的传热方式传递给他种流体的设备。
(2013-2014学年第二学期考题[名词解释]) ➢热交换器的分类：按照热流体与冷流体的流动方向分为：顺流式、逆流式、错流式、混流式
➢按照传热量的方法来分：间壁式、混合式、蓄热式。
(2013-2014学年第二学期考题[填空])
1 热交换器计算的基本原理（计算题）
➢热容量（W＝Mc）：表示流体的温度每改变1℃时所需的热量➢温度效率（P）：冷流体的实际吸热量与最大可能的吸热量的比率(2013-2014学年第二学期考题[名词解释])
➢传热有效度（ε）：实际传热量Q与最大可能传热量Q max之比
2 管壳式热交换器
➢管程：流体从管内空间流过的流径。
壳程：流体从管外空间流过的流径。
➢<1-2>型换热器：壳程数为1，管程数为2
➢卧式和立式管壳式换热器型号表示法（P43）(2013-2014学年第二学期考题[名词解释])
记：前端管箱型式:A——平盖管箱B——封头管箱
壳体型式:E——单程壳体 F——具有纵向隔板的双程壳体 H——双分流
后盖结构型式:P——填料函式浮头 S——钩圈式浮头 U——U 形管束
➢管子在管板上的固定：胀管法和焊接法
➢管子在管板上的排列：等边三角形排列（或称正六边形排列）法、同心圆排列法、正方形排列法，其中等边三角形排列方式是最合理的排列方式。
(2013-2014学年第二学期考题[填空])
➢管壳式热交换器的基本构造：⑴管板⑵分程隔板⑶纵向隔板、折流板、支持板⑷挡板和旁路挡板⑸防冲板
➢产生流动阻力的原因：①流体具有黏性，流动时存在着摩擦，是产生流动阻力的根源；②固定的管壁或其他形状的固体壁面，促使流动的流体内部发生相对运动，为流动阻力的产生提供了条件。
➢热交换器中的流动阻力：摩擦阻力和局部阻力
➢管壳式热交换器的管程阻力：沿程阻力、回弯阻力、进出口连接管阻力
➢管程、壳程内流体的选择的基本原则：（P74）
管程流过的流体：容积流量小，不清洁、易结垢，压力高，有腐蚀性，高温流体或在低温装置中的低温流体。
(2013-
2014学年第二学期考题[简答])
壳程流过的流体：容积容量大（特别是常压下气体），刚性结构换热器中换热系数大的流体，高黏度流体，层流区流动的流体，饱和蒸汽
➢管子直径的选择：总的趋向是采用小直径管优点：传热增强，单位体积传热面大，传热面一定时，可使管子长度缩短缺点：流动阻力增加，管数增加，管子与管板连接处的泄露的可能性增大，易积垢。
➢选择流速要尽量使流体呈湍流状态
3 高效间壁式热交换器
➢紧凑性：指热交换器的单位体积中所包含的传热面积大小，单位m2/m3
➢板式热交换器主要部件及作用：
传热板片：①使流体在低速下发生强烈湍流，以强化传热；②提高板片刚度，能耐较高的压力。
密封垫片：防止流体的外漏和两流体之间内漏。
压紧装置：将垫片压紧，产生足够的密封力，使得热交换器在工作时不发生泄漏，通过旋紧螺栓来产生压紧力。
➢板式热交换器的型号表示法（P129）
➢板翅式热交换器的结构基本单元是：隔板、翅片、封条。
(2013-2014学年第二学期考题[填空])
➢翅片作用：扩大传热面积，使换热得以改善，承担主要的传
热任务，加强两隔板之间的作用。
➢翅片的型号表示法（P141）(2013-2014学年第二学期考题[名词解释])
➢翅片选择基本原则：(2013-2014学年第二学期考题[简答]) 平直翅片：流体之间温差较大；流体中含有固体悬浮物；传热过程中有相变的冷凝、蒸发等情况。
锯齿形翅片：流体之间温差较小；流体的粘度较大；传热过程中有相变的冷凝、蒸发等情况；在空分设备中，可逆式热交换器。
多孔翅片：在空分设备中，冷凝蒸发器。
➢翅化比（β）:翅片管外表面积与光管内表面积之比（P165）(2013-2014学年第二学期考题[名词解释])
➢热管正常工作的2个条件：①ΔP c≥ΔP v＋ΔP1＋ΔP g（文字表述：毛细压差应能克服蒸汽从加热段流向冷却段的阻力、冷凝液体从冷却段回流到加热段的阻力以及重力对液体流动的影响）
②热管工况：蒸发段的饱和温度仅稍高于冷凝段的饱和温
度，此温降小于1℃～2℃即近乎等温流动时，被认为是工作正常
➢热管工作原理：工作时，蒸发段因受热而使其毛细材料中的工作液体蒸发，蒸汽流向冷凝段，在这里由于受到冷却使蒸汽凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发
段。
如此循环不已，热量由热管一端传至另一端。
➢热管工作特性：冷凝段，工作液在流动方向上因有蒸汽不断冷凝而增加；蒸发段，工作液在流动方向上因不断蒸发而减少；绝热段，工作液保持不变
➢热管工作极限：①黏性极限②声速极限③携带极限④毛细极限⑤沸腾极限
工作温度低时，最易出现黏性极限及声速极限，在高温下则应防止出现毛细极限及沸腾极限。
(2013-2014学年第二学期考题[填空])
6.3传热强化
➢增强传热的基本途径：①扩展传热面积F②加大传热温差Δt③提高传热系数K
计算题部分：
1.已知t1′=300℃，t1″=210℃，t2′=100℃，t2''=200℃。
试计算下列流动布置时换热器的对数平均温差。
（1）逆流布置；
（2）一次交叉，两种流体均不混合；
（3）1-2型管壳式，热流体在壳侧；
（4）2-4型管壳式，热流体在壳侧；
（5）顺列布置。
解：（1）Δt max=t1″-t2′=210-100=110℃
Δt min=t1′-t2″=300-200=100℃
（2）
由课本图1.14查得=0.92
Δt m=104.90.92=96.5℃
（3）由课本图1.8查得=0.85
Δt m=104.9×0.85=89.2℃
（4）由课本图1.11查得=0.97
Δt m=104.9×0.97=101.8℃
（5）Δt max =t1′-t2′=300-100=200℃
Δt min =t1″-t2″=210-200=10℃
2.1-2型管壳式换热器，用30℃的水来冷却120℃的热油（c0=2100J/（kg K）），冷却水流量为 1.2kg/s，油流量为2kg/s，设总传热系数K=275W/(m2K),传热面积A=20m2，试确定水与油各自的出口温度。
解：取水的定压质量比热c p=4200J/(kg K)，
热油的热容量 W1=M1c0=22100=4200W/K,
冷水的热容量 W2=M2c p=1.24200=5040W/K
因而 W1=W min，W2=W max
则,
,
传热有效度代入数据，得=0.539
又因为,所以解得 t1″=71.5℃【或利用实际传热量Q=εW min(t1′-t2′)=W1(t1′-t1″)，代入数据，解得t1″=71.5℃】
热平衡关系 W1(t1′-t1″)=W2(t2″-t2′),即
4200(120-71.5)=5040(t2″-30),解得t2″=70.3℃
所以水的出口温度为70.3℃，油的出口温度为71.5℃
3.一台逆流式水-水换热器，t1′=87.5℃,流量为每小时9000kg，t2′=32℃，流量为每小时13500kg，总传热系数K=1740W/（m2K），传热面积A=3.75m2，试确定热水的出口温
度。
解：取水的定压质量比热c p=4200J/( kg•K)
热水热容量
冷水热容量
因而W1=W min，W2=W max
【或利用实际传热量Q=εW min(t1′-t2′)=W1(t1′-t1″)，代入数据，解得t1″=64.7℃】
所以热水的出口温度为64.7℃。
4.温度为99℃的热水进入一个逆流型的热交换器，将4℃的冷水加热到32℃，热水流量为9360kg/h，冷水流量为4680kg/h，传热系数为830W/（m2•℃），试计算该热交换器的
传热面积和传热有效度。
水的比热为c p=4186J/（kg•℃）。
解法一：
W1=W max，W2=W min，
R c=W min/W max=4680/9360=0.5，
又
NTU=KF/W min F=NTUW min/K=
解法二：由热平衡方程W1(t1′-t1″)=W2(t2″-t2′)，代入数据，解得t1″=85℃
逆流型换热器的对数平均温差为
【或者用算术平均温差Δt m=(Δt max+Δt min)】
传热量Q=W2Δt2=5441.8(32-4)=152370.4W
又
5.在一台1-2型壳式换热器中，管内冷却水从16℃升高到35℃，管外空气从119℃下降到45℃，空气流量为19.6kg/min，换热器总传热系数K=84W/（m2•K），试计算所需的传热面积。
解：先按逆流算出对数平均温差为
故查图 1.8，,=0.952，故对数平均温差
空气平均温差，查表得空气的比热c p=1009J/(kg•K)
空气的换热量故需传热面积
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