传热习题与答案
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( )。
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( )。
传热习题及答案

传热习题及答案传热习题及答案传热是物理学中一个重要的概念,它涉及到能量的传递和转化。
在日常生活中,我们经常会遇到与传热相关的问题,比如为什么夏天坐在石凳上会感觉凉爽,为什么冬天在火炉旁边会感到温暖等等。
下面,我们将介绍一些传热习题,并给出相应的答案。
1. 为什么夏天坐在石凳上会感觉凉爽?答案:这是因为石凳的热传导性能较好,它能够迅速地将人体散发的热量吸收,并传导到石凳的表面,然后再通过空气传递出去。
当我们坐在石凳上时,石凳会不断地吸收我们身体散发的热量,使我们感到凉爽。
2. 为什么冬天在火炉旁边会感到温暖?答案:这是因为火炉通过燃烧燃料产生的热量不断地辐射到周围的空气中,然后通过对流传递给我们周围的物体和空气。
当我们靠近火炉时,我们会感受到火炉散发出来的热量,从而感到温暖。
3. 为什么在冬天穿多层衣服可以保暖?答案:穿多层衣服可以有效地减缓热量的传递。
每一层衣服之间都存在着空气层,而空气是一个很好的绝缘体,能够阻止热量的传导。
当我们穿上多层衣服时,每一层衣服之间的空气层会阻止热量的流失,从而保持我们的身体温暖。
4. 为什么夏天穿棉质衣服会感到凉爽?答案:棉质衣服是一种透气性较好的材料,它能够帮助汗水蒸发,从而带走体表的热量。
当我们穿上棉质衣服时,它能够吸收我们身体散发的汗水,并通过蒸发将热量带走,使我们感到凉爽。
5. 为什么在冬天喝热水可以暖身?答案:喝热水可以通过消化系统将热量引入我们的身体,从而使我们感到温暖。
当我们喝下热水时,它会被我们的胃吸收,然后通过血液循环将热量传递到我们的全身,从而提高我们的体温。
通过以上习题,我们可以更好地理解传热的原理和应用。
传热是一个与我们日常生活息息相关的概念,它不仅帮助我们解答一些生活中的疑问,还有助于我们更好地利用能源,提高能源利用效率。
希望通过这些习题的学习,大家能够对传热有更深入的了解。
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 dα∝,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 AT 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( )。
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 AA. 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;F2、固体材料的内部结构越松疏,其导热系数则越大 F3、在稳定的多层平壁导热中,热阻与温差成正比; T4、维持膜状沸腾操作,可获得较大的沸腾传热系数; F5、保温层应该选用导热系数小的绝热材料 T6、传热边界层厚度总是小于或等于流动边界层厚度; T7、换热器的导热管,应选用导热系数值大的材料; T8、在稳态传热中,凡热阻大处其温差也大; T9、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; F10、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 ; F11、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; F12、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; T13、凡稳定的圆筒壁传热,热通量为常数; F14、维持膜状沸腾操作,可获得较大的沸腾传热系数; F15、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 ; F16、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,cP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:1Q=wcP t2 -t1 =0.6CPt2 -201分Q=KAΔtm1分Si =nπdi L=177π×0.021×3 =35.014 m1分∵αi<<αo Ki =1/1/α1 +1/α2=1/1/53+1/8000=52.65 w.m.K2分则 0.6×1.84×10^3×t2 -20=52.65×35.014×t2 -20/ln132.9-20/132.9-t2ln112.9/132.9-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=9.807×10Pa1分ΔP=λl/d×u2/2×ρ=0.04×5.5/0.021×u2/2×12分9.807×10=0.04×5.5/0.021×u2/2∴ u=13.68 m.s2分w=nπ/4 di2uρ=177×0.785×0.021×13.68=0.8389 kg.s=0.84kg.s2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/m2·K,水的对流传热系数αc=290W/m2·K;忽略污垢热阻;试求:1冷却水的消耗量;2逆流操作时所需传热面积;解:1冷却水消耗量:热量衡算式为)()(1221t t c W T T c W Q pc c ph h -=-= 1分热负荷 43101.3)5080(1086.136002000⨯=-⨯⨯⨯=Q W1分冷却水消耗量 1335)1535(10178.43600101.3)(3412=-⨯⨯⨯⨯=-=t t c Q W pc c kg/h1分 2并流操作时所需传热面积: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 ·K1分=4.35×10-3+7.46×10-5+3.18×10-3 =7.54×10-3m 2·K/W4分K i =133W/m 2·K1分逆流操作 80 504023545=+=逆m t ∆℃3分 传热面积 83.540133101.34=⨯⨯==逆逆m i i t K Q S ∆m 23分 3、现某厂准备选用一台换热器用19.61kPa 表压的饱和水蒸汽供牛奶消毒用,牛奶在管内流动,从10℃加热到85℃,其平均比热为3.9kJ/kg.K,处理量为3t/h;饱和水蒸汽在管外冷凝,冷凝水在饱和温度下排出,换热器的传热系数K=1400W/m 2.K 以外表面积计,换热器的散热损失为饱和蒸汽放出热量的5%,试求:1饱和水蒸汽的消耗量为多少kg/h2要选用多大换热面积的换热器 当地大气压为98.07kN.m -2压力kPa 温度℃ 液体焓kJ/kg 蒸汽焓kJ/kg 汽化热kJ/kg 19.61 53.6 224 2594 2370 98.07 99.1 415 2676 2261 117.7 104.2437 2684 2247Q=W c c pc t 2-t 1=3×1000×3.9×85-10/3600 =243.7kW2分 Q 热=Q +5%Q 热1分Q 热=Q/0.95==243.7/0.95=256.58kW1分W h =Q/r=256.58×3600/2247=411.1kg/h 3分2 换热器面积△t 1=104.2-10=94.2℃ △t 2=104.2-85=19.2℃ △tm=△t 1-△t 2/ln △t 1 /△t 2 =94.2-19.2/ln94.2/19.2 =47.14℃2分S =Q/K×△tm=2.437×105/1400×47.14 =3.693 m3分4、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;试求冷却水的消耗量和并流操作时所需传热面积;解:1冷却水消耗量: 热量衡算式为)()(1221t t c W T T c W Q pc c ph h -=-= 1分热负荷 43101.3)5080(1086.136002000⨯=-⨯⨯⨯=Q W1分冷却水消耗量 1335)1535(10178.43600101.3)(3412=-⨯⨯⨯⨯=-=t t c Q W pc c kg/h1分 2并流操作时所需传热面积: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 ·K1分=4.35×10-3+7.46×10-5+3.18×10-3 =7.54×10-3m 2·K/W4分K i =133W/m 2·K1分并流操作 80 50 2.341565ln 1565=-=并m t ∆℃3分传热面积 81.62.34133101.34=⨯⨯==并并m i i t K Q S ∆m 23分 5、在逆流换热器中,用初温为20℃的水将1.25kg /s 的液体比热容为1.9kJ /kg.℃、密度为850kg /m 3,由80℃冷却到30℃,换热器的列管直径为φ25×2.5mm,水走管方;水侧和液体侧的对流传热系数分别为0.85kW /m 2.℃和1.70kW /m 2.℃,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; 解:热负荷:Q =W 1c p 1T 1-T 2=1.25×1.9×10380-30=1.2×105W2分传热温度差:Δt m =Δt 2-Δt 1/ln Δt 2/Δt 1 =80-50-30-20/ln30/10 =18.2℃3分 总传热系数:33333o o o 1006.2107.1110201085.0102511---⨯=⨯+⨯⨯⨯⨯=+≈ααi i d d K m 2·℃/W 解得:K o =485.44W/m 2·℃,4分521.21013.618.2485.44m Q S m K t ⨯===∆⨯3分6、某化工厂用一热交换器,每小时冷凝 3.4t/h 工业酒精;已知酒精温度80℃,汽化潜热为1072kJ/kg,酒精蒸汽在管外冷凝,测得其αo =2268W/m 2.K,冷却水在管内流动,水流速度为0.4m/s,进口水温度为20℃,流量为34500kg/h,钢管规格:φ30×2.5mm,长2m,钢管导热系数46.5 W/m 2.K,设过程无热损失,并忽略垢层热阻,试求:1传热速率;2冷却水出口温度;3换热器传热面积;4欲使传热速率Q 提高,有人认为只要提高αo 即可,你的看法如何 水的ρ=1000kg/m 3,Cp=4.18kJ/kg.K,μ=1cp,λ=0.65W/m.K 解: 1传热速率2分 Q=3.4×10×1072×10/3600=1.012×10w2 冷却水出口温度2分 1.012×10=34500×4.18×10t-20/3600t=45.26℃3换热器传热面积 Re=dup/μ=25×10×0.4×10/1×10=101分pr=Cp.μ/λ=4.18×10×1×10/0.65=6.4311分L/d=2/30×10=66.67>601分αi=0.023λ/diRePr1分=0.023×0.65/0.025×10×6.431=1996 W/m 2.K1分△t=80-20=60℃△t=80-45.26=34.74℃△t=60+34.74/2=47.37℃1分K=1/do/αidi+dδ/dλ+1/α 1分=1/30/25×1996+30×2.5×10/27.5×46.5+1/2268=908.4W.m.K1分S=Q/K.t=1.012×10/908.4×47.37 =25.6m1分4要提高Q,不能单纯提高α,因为α与α数值相近,必须同时提高α与α,才能使K增大,从而使Q能显著提高;2分7、某厂用一套管热交换器,每小时冷凝2000kg甲苯蒸汽,冷凝温度为110℃,甲苯的汽化潜热为363kJ.kg,其冷凝传热系数为14000w.m.K;冷却水于16℃及5000kg.h的流量进入套管内管内径为50mm作湍流流动,其对流传热系数为1740w.m.K;水的比热可取为.K:1试计算冷却水的出口温度及套管管长;2由于气候变热,冷却水进口温度升为25℃,试计算在水流量不改变的情况下,该冷凝器的生产能力的变化率;解:1由热量衡算得:Q=Wh r=Wc.Cpt2-16∴t2=Whr/W.Cp+16=2000/3600×363×10/5000/3600×4.19×10+16 =50.65℃2分K=1/1/1740+1/14000=1548w.m.K2分Q=Whr=2000/3600×363×10=2.02×10wΔt1=110-16=94℃, Δt2=110-50.65=59.35℃Δtm =Δt1+Δt2/2=94+59.35/2=76.8℃2分又Q=KSΔtm =KπdlΔtm1分∴管长l=Q/KπdΔtm=2.02×105/1548×3.14×0.05×76.8=10.82m2分2水温升高忽略物性变化传热面积S=πdl=3.14×0.05×10.8=1.7m1分Q'=KS△tm' 其中Q'=5000/3600×4.19×10t2′-25△tm'=110-25+110-t'/2=97.5-0.5t'2分∴ 5000/3600×4.19×10t'-25 =1548×1.797.5-0.5t' , 解得 t'=56.4℃3分Q'=5000/3600×4.19×1056.4-25=1.83×10w2分Q-Q'/Q×100%==9.4%1分8、有一列管换热器,由φ25×2.5mm 长为2m 的26根钢管组成;用120℃饱和水蒸汽加热某冷液体,该液体走管内,进口温度为25℃,比热为1.76kJ/kg.K,流量为18600kg/h;管外蒸汽的冷凝传热系数为1.1×104W/m 2.K,管内对流传热热阻为管外蒸汽冷凝传热热阻的6倍;求冷流体的出口温度;设换热器的热损失、管壁及两侧污垢热阻均可略去不计 解:据题意 Rs i ≈Rs o ≈0 b/λ≈0 do/αi d i =6/αo 2分∴ Ko =1/1/αo +d o /αi di =1/1/αo +6/αo =1.1×10/7=1571.43 W/m 2.K 3分 So =nπdo l =26×3.14×0.025×2=4.082 m 22分 T 1 =120℃---→T 2 =120℃T1 =T2=T t 1 =25℃ ---→t 2 = ℃2分Q =Wc c P c t 2 -t 1 =Ko SoT -t 1 -T +t 2 /lnT - t 1 /T -t 2 2分 18600/3600×1760 t 2 -t 1 =1571.43×4.082t 2 -t 1/lnT - t 1 /T - t 2 lnT-t 1 /T-t 2 =1571.43×4.082×3600/18 600×1760=0.70542分 ∴ T-t 1 /T-t 2 =2.025 120-25=2.025120-t 2∴ t 2 =120- 95/2.025=73.08℃2分。
传热学习题(含参考答案)

传热学习题(含参考答案)一、单选题(共50题,每题1分,共50分)l、某厂巳用一换热器使得烟道气能加热水产生饱和蒸汽。
为强化传热过程,可采取的措施中()是最有效,最实用的A、提高水的流速B、在水侧加翅片C、换一台传热面积更大的设备D、提高烟道气流速正确答案:D2、分子筛对不同分子的吸附能力,下列说法正确的是()A、分子越大越容易吸附B、分子极性越弱越容易吸附C、分子越小越容易吸附D、分子不饱和度越高越容易吸附正确答案:D3、生物化工的优点有()。
A、选择性强,三废少B、前三项都是C、能耗低,效率高D、反应条件温和正确答案:B4、有一种30°c流体需加热到80°C'下列三种热流体的热量都能满足要求,应选()有利于节能A、150°C的热流体B、200°c的蒸汽C、300°C的蒸汽D、400°C的蒸汽正确答案:A5、下列物质不是三大合成材料的是()。
A、塑料B、尼龙C、橡胶D、纤维正确答案:B6、若固体壁为金属材料,当壁厚很薄时,器壁两侧流体的对流传热膜系数相差悬殊,则要求提高传热系数以加快传热速率时,必须设法提高()的膜系数才能见效A、无法判断B、两侧C、最大D、最小正确答案:D7、下列阀门中,()不是自动作用阀。
A、闸阀B、止回阀C、疏水阀D、安全阀正确答案:A8、对于反应级数n大于零的反应,为了降低反应器体积,选用()A、全混流反应器接平推流反应器B、全混流反应器C、循环操作的平推流反应器D、平推流反应器正确答案:D9、当提高反应温度时,聚合备压力会()。
A、不变B、增加至10k g/cm2C、降低D、提高正确答案:D10、安全阀应铅直地安装在()A、容器与管道之间B、气相界面位置上C、管道接头前D、容器的高压进口管道上正确答案:B11、环氧乙烧水合生产乙二醇常用下列哪种形式的反应器()A、管式C、固定床D、鼓泡塔正确答案:A12、为了减少室外设备的热损失,保温层外所包的一层金属皮应该是()A、表面光滑,颜色较浅B、上述三种情况效果都一样C、表面粗糙,颜色较浅D、表面粗糙,颜色较深正确答案:A13、离心泵设置的进水阀应该是()。
传热学课后答案(完整版)

绪论思考题与习题(89P -)答案:1.冰雹落体后溶化所需热量主要是由以下途径得到: Q λ—— 与地面的导热量 f Q ——与空气的对流换热热量注:若直接暴露于阳光下可考虑辐射换热,否则可忽略不计。
2.略 3.略 4.略 5.略6.夏季:在维持20℃的室内,人体通过与空气的对流换热失去热量,但同时又与外界和内墙面通过辐射换热得到热量,最终的总失热量减少。
(T T 〉外内)冬季:在与夏季相似的条件下,一方面人体通过对流换热失去部分热量,另一方面又与外界和内墙通过辐射换热失去部分热量,最终的总失热量增加。
(T T 〈外内)挂上窗帘布阻断了与外界的辐射换热,减少了人体的失热量。
7.热对流不等于对流换热,对流换热 = 热对流 + 热传导 热对流为基本传热方式,对流换热为非基本传热方式 8.门窗、墙壁、楼板等等。
以热传导和热对流的方式。
9.因内、外两间为真空,故其间无导热和对流传热,热量仅能通过胆壁传到外界,但夹层两侧均镀锌,其间的系统辐射系数降低,故能较长时间地保持热水的温度。
当真空被破坏掉后,1、2两侧将存在对流换热,使其保温性能变得很差。
10.t R R A λλ= ⇒ 1t R R A λλ== 2218.331012m --=⨯11.q t λσ=∆ const λ=→直线 const λ≠ 而为λλ=(t )时→曲线12、略13.解:1211t q h h σλ∆=++=18(10)45.9210.361870.61124--=++2W m111()f w q h t t =-⇒ 11137.541817.5787w f q t t h =-=-=℃222()w f q h t t =-⇒ 22237.54109.7124w f q t t h =+=-+=-℃ 45.92 2.83385.73q A W φ=⨯=⨯⨯= 14. 解:40.27.407104532t K R W A HL λσσλλ-====⨯⨯⨯30.2 4.4441045t R λσλ-===⨯2m K W • 3232851501030.44.44410t KW q m R λ--∆-==⨯=⨯ 3428515010182.37.40710t t KW R λφ--∆-==⨯=⨯ 15.()i w f q h t h t t =∆=-⇒i w f qt t h=+51108515573=+=℃0.05 2.551102006.7i Aq d lq W φππ===⨯⨯=16.解:12441.2 1.2()()100100w w t t q c ⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦ 44227350273203.96()()139.2100100W m ++⎡⎤=⨯-=⎢⎥⎣⎦12''441.21.2()()100100w w t t qc ⎡⎤=-⎢⎥⎢⎥⎣⎦442273200273203.96()()1690.3100100W m ++⎡⎤=⨯-=⎢⎥⎣⎦'21.2 1.2 1.21690.3139.21551.1Wq q q m ∆=-=-=17.已知:224A m =、215000()Wh m K =•、2285()Wh m K =•、145t =℃2500t =℃、'2285()Wk h m K ==•、1mm σ=、398λ=()W m K •求:k 、φ、∆解:由于管壁相对直径而言较小,故可将此圆管壁近似为平壁即:12111k h h σλ=++=3183.5611101500039085-=⨯++2()W m k • 383.5624(50045)10912.5kA t KW φ-=∆=⨯⨯-⨯= 若k ≈2h'100k k k -∆=⨯%8583.561.7283.56-==% 因为:1211h h ,21h σλ 即:水侧对流换热热阻及管壁导热热阻远小于燃气侧对流换热热阻,此时前两个热阻均可以忽略不记。
【最全】的传热学复习题及其答案【考研、末考必备】

【最全】的传热学复习题及其答案【考研、末考必备】传热学复习题及其答案(Ⅰ部分)⼀、概念题1、试分析室内暖⽓⽚的散热过程,各个环节有哪些热量传递⽅式?以暖⽓⽚管内⾛热⽔为例。
答:有以下换热环节及传热⽅式:(1)由热⽔到暖⽓⽚管道内壁,热传递⽅式为强制对流换热;(2)由暖⽓⽚管道内壁到外壁,热传递⽅式为固体导热;(3)由暖⽓⽚管道外壁到室内空⽓,热传递⽅式有⾃然对流换热和辐射换热。
2、试分析冬季建筑室内空⽓与室外空⽓通过墙壁的换热过程,各个环节有哪些热量传递⽅式?答:有以下换热环节及传热⽅式:(1)室内空⽓到墙体内壁,热传递⽅式为⾃然对流换热和辐射换热;(2)墙的内壁到外壁,热传递⽅式为固体导热;(3)墙的外壁到室外空⽓,热传递⽅式有对流换热和辐射换热。
3、何谓⾮稳态导热的正规阶段?写出其主要特点。
答:物体在加热或冷却过程中,物体内各处温度随时间的变化率具有⼀定的规律,物体初始温度分布的影响逐渐消失,这个阶段称为⾮稳态导热的正规阶段。
4、分别写出N u 、R e 、P r 、B i 数的表达式,并说明其物理意义。
答:(1)努塞尔(Nusselt)数,λlh Nu =,它表⽰表⾯上⽆量纲温度梯度的⼤⼩。
(2)雷诺(Reynolds)数,νlu ∞=Re ,它表⽰惯性⼒和粘性⼒的相对⼤⼩。
(3)普朗特数,aν=Pr ,它表⽰动量扩散厚度和能量扩散厚度的相对⼤⼩。
(4)毕渥数,λlh B i =,它表⽰导热体内部热阻与外部热阻的相对⼤⼩。
5、竖壁倾斜后其凝结换热表⾯传热系数是增加还是减⼩?为什么?。
答:竖壁倾斜后,使液膜顺壁⾯流动的⼒不再是重⼒⽽是重⼒的⼀部分,液膜流动变慢,从⽽热阻增加,表⾯传热系数减⼩。
另外,从表⾯传热系数公式知,公式中的g 亦要换成θsin g ,从⽽h 减⼩。
6、按照导热机理,⽔的⽓、液、固三种状态中那种状态的导热系数最⼤?答:根据导热机理可知,固体导热系数⼤于液体导热系数;液体导热系数⼤于⽓体导热系数。
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一选择(单选或多选)1.[ ] 在传热的三种基本形式中,不需要介质即在真空中可以发生传热的形式为。
A、热辐射B、热对流C、热传导D、冷却啊2.[ ] 根据热流量方程,下列哪种办法不能提高冷、热流体之间的热流量。
A、定期清除管内垢层B、用翅片管代替光滑管C、采用逆流操作代替并流操作D、降低冷流体流速3.[ ] 管壳式换热器内采用多管程的主要目的是。
A、减少换热面积B、增加管子数目C、强化传热D、降低换热介质流量4.[ ] 翅片管换热器的翅片应安装在。
A、对流换热系数α小的一侧B、对流换热系数α大的一侧C、管内D、管外5.[ ] 蒸发操作中的单位蒸汽消耗量(D/W)通常。
A、<1B、≥1.1C、=1D、=26.[ ] 非金属液体中,导热系数最大的是。
A、甘油B、水C、乙酸D、苯7.[ ] 纯粹的热传导只可能发生在中。
A、液体B、固体C、气体D、流体8.[ ] 传热单元数大,说明传热推动力,传热过程较。
A、小,难B、大,难C、小,易D、大,易9.[ ] 引起蒸发操作中温差损失的因素不包括。
A、溶液沸点升高B、液柱静压头C、蒸汽密度D、二次蒸汽的流动阻力10.[ ]纯金属的导热系数随温度升高而。
A、增大B、减小C、不变D、不确定11.[ ] 水平管外相变传热,滴状冷凝的传热效果膜状冷凝时。
A、小于B、等于C、大于D、不确定12.[ ] 根据描述对流传热的特征数关联式,流体流动的雷诺数越大,对流传热系数。
A、越大B、越小C、无关D、不确定13.[ ] 化工生产中应用最广的一类换热器为换热器。
A、蛇管式B、套管式C、板式D、管壳式14.[ ]蒸发操作中的单位蒸汽消耗量(D/W)通常。
A、<1B、=1C、≥1.1D、=215.[ ]对流传热的热边界层越厚,做为传热推动力的温度梯度,对流传热系数。
A、越大,越大B、越大,越小C、越小,越小D、越小,越大16.[ ] 气体的导热系数相对,且随温度升高而。
A、较小,降低B、较小,提高C、较大,降低D、较大,提高17.[ ] 与相同直径的直管相比,圆形弯管内强制对流的对流传热系数。
A、较大B、不变C、较小D、不确定18.[ ] 管壳式换热器内采用多管程的主要目的主要是。
A、减少换热面积B、强化传热C、增加管子数目D、降低换热介质流量19.[ ]蒸发操作中的单位蒸汽消耗量(D/W)通常。
A、<1B、=1C、≥1.1D、=220.[ ] 描述对流传热关系的特征数关系式中,Pr值越大,对流传热系数。
A、越大B、越小C、不变D、不确定21.[ ] 下列液体中,导热系数随温度升高而增大的是。
A、丙酮B、乙醇C、水D、甲酸22.[ ] 计算对流传热系数α值的经验公式一般适用于长径比大于60的直管,如果是长径比小于30的短管,则需乘以的校正系数。
A、小于1B、大于1C、等于1D、60%23.[ ] 在冷热流体间的稳态热交换过程中,管外流体与管壁间的对流传热系数远小于管内侧对流传热,则此过程为(忽略管壁热阻和污垢热阻)。
A、温差控制B、管内对流传热控制C、管外对流传热控制D、管壁控制24.[ ] 工业蒸发操作的目的有。
A、溶液增浓B、溶液稀释C、干燥固体C、液体增湿25.[ ]引起蒸发操作中温差损失的因素不包括。
A、溶液沸点升高B、液柱静压头C、二次蒸汽的流动阻力D、蒸汽密度26.[ ]根据对流传热关系的特征数关系式,流体流速降低,对流传热系数。
A、增大B、减小C、不变D、不确定27.[ ] 某反应釜需要加热到200℃,则合适的加热剂为。
A、水B、水蒸汽C、矿物油D、空气28.[ ] 在冷热流体间的稳态热交换过程中,管外流体与管壁间的对流传热系数远小于管内侧对流传热,则此过程为(忽略管壁热阻和污垢热阻)。
A、管外对流传热控制B、管内对流传热控制C、温差控制D、管壁控制29.[ ] 工业蒸发操作的目的主要是。
A、溶液稀释B、冷凝液体C、干燥固体D、溶液增浓30.[ ]蒸发操作中的单位蒸汽消耗量(D/W)通常。
A、<1B、=1C、≥1.1D、=231.[ ] 与相同条件下的直管相比,圆形弯管内强制对流的传热系数。
A、较小B、较大C、不变D、不确定32.[ ] 气体的导热系数相对,且随温度升高而。
A、较小,降低B、较小,提高C、较大,降低D、较大,提高33.[ ] 与固定管板式换热器比较,浮头式换热器的主要优点是。
A、结构简单B、不会产生温差应力C、管束容易清洗D、壳体不易结垢34.[ ] 导致蒸发器内溶液沸点升高的因素包括。
A、不挥发溶质B、液柱静压力C、管壁污垢D、管道内流动阻力35.[ ] 提高蒸发器蒸发强度的基本途径有。
A、增大传热面积B、提高总传热系数C、提高传热温度差D、增大管壁热阻36.[ ] 计算对流传热膜系数α值的经验公式一般适用于长径比大于50的直管,如果是长径比小于30的短管,则需乘以的校正系数。
A、小于1B、大于1C、等于1D、60%37.[ ] 根据热流量方程,采取下列哪些方式或操作可以提高冷、热流体之间的热流量。
A、降低冷流体流速B、用波纹管代替光滑管C、采用逆流操作代替并流操作D、定期清除管内垢层38.[ ] 提高蒸发器蒸发强度的基本途径有。
A、增大传热面积B、提高总传热系数C、提高传热温度差D、增大管壁热阻39.[ ] 下列液体中,导热系数随温度升高而增大的是。
A、丙酮B、乙醇C、水D、甲酸40.[ ] 根据热流量方程,采取下列哪种方法可以提高冷、热流体之间的热交换量。
A、用波纹管代替光滑管B、降低冷流体流速C、采用并流操作D、加大管壁厚度41.[ ] 描述强制对流传热关系的特征数关系式为:Pr)(Re,fNu,其中普朗特数Pr反映的是对给热过程的影响。
A、流体物性B、流体流动C、强制对流D、自然对流42.[ ] 与相同条件下的直管相比,圆形弯管内强制对流的传热系数。
A、较小B、较大C、不变D、不确定43.[ ] 气体的导热系数相对,且随温度降低而。
A、较小,降低B、较小,提高C、较大,降低D、较大,提高44.[ ] 与固定管板式换热器比较,浮头式换热器的主要优点是。
A、结构简单B、壳体不易结垢C、管束难清洗D、不会产生温差应力45.[ ] 冷热流体间的热容量流量比C R的取值范围是。
A、<1B、>1C、≤1D、≥1 46.[ ] 蒸发设备上疏水器的作用是。
A、抽真空B、加压C、排除冷凝水D、提高亲油性47.[ ]引起蒸发操作中温差损失的因素不包括。
A、溶液沸点升高B、液柱静压力C、二次蒸汽的流动阻力D、生蒸汽流量48.[ ]非金属液体中,导热系数最大的是。
A、甘油B、水C、乙酸D、苯49.[ ] 根据热流量方程,下列哪种办法不能提高冷、热流体之间的热流量。
A、降低冷流体流速B、用翅片管代替光滑管C、采用逆流操作代替并流操作D、定期清除管内垢层50.[ ] 随着蒸发器中蒸发操作的进行,传热温差逐渐。
A、提高B、下降C、不变D、不确定二判断1.[ ] 将板式换热器的板面压制成凹凸不平,不利于强化传热效果。
2.[ ] 强制循环式蒸发器的传热系数大于自然循环式蒸发器。
3.[ ] 水平管外滴状冷凝时的传热效果优于膜状冷凝。
4.[ ] 钢管外包裹厚度相等的两层保温材料,为提高保温效果,通常应将导热性较好的材料放在内层。
5.[ ] 水平管外膜状冷凝时的传热效果优于滴状冷凝。
6.[ ] 将板式换热器的板面压制成凹凸不平,有利于强化传热效果。
7.[ ] 灰体就是黑度小于1的实际物体。
8.[ ] 大容器沸腾传热时,膜状沸腾的对流传热系数始终大于泡状沸腾。
9.[ 错] 根据热交换过程的热量衡算关系,热流体出口温度下降必然导致冷流体出口温度的提高。
10.[ ] 水平管外膜状冷凝时的传热效果优于滴状冷凝。
11.[ ] 能够透过全部辐射能的物体称为透热体。
12.[ ] 灰体的黑度越大,相同温度下的辐射能力越强。
13.[ ] 合金的导热系数比纯金属要高。
14.[ ] 气体的Pr值大都接近但小于1,液体Pr值常大于1。
15.[ ] 能够透过全部辐射能的物体称为白体。
16.[ ] 低粘度流体在圆形直管内做强制对流传热时,流速提高有利于强化传热效果。
17.[ ] 大容器沸腾传热时,膜状沸腾的对流传热系数始终大于泡状沸腾。
18.[ ] 努塞尔数Nu反映对流使传热膜系数增大的倍数,Nu越大,说明对流效果越明显。
19.[ ] 水平管外滴状冷凝时的传热效果优于膜状冷凝。
20.[ ] 增大总传热系数是提高蒸发器生产强度的主要途径21.[ ] 悬筐式蒸发器属于自然循环式蒸发器。
22.[ ] 水平管外膜状冷凝时的传热效果优于滴状冷凝。
23.[ ] 对流传热过程中当其它因素不变,流体的黏度越大,对流传热系数越大。
24.[ ] 对流传热过程中,流体流动的层流内层越厚,对流传热系数越大。
25.[ ] 将板式换热器的板面压制成凹凸不平,有利于强化传热效果。
三填空题1 气体热传导的机理是。
2 房间采暖用的加热器应尽量放在;剧场的冷气装置应放在剧场(填上部或下部)。
3 在翅片管换热器中,安装翅片的目的一是,二是,从而达到强化传热的目的。
4.在建筑砖、铜、玻璃纤维等固体材料中,导热系数由小到大的排列顺序依次为。
5.经A、B两层(相同面积)平面壁的稳态热传导过程,测温发现A层两侧温度差相对较大,则层热阻相对较小。
6.某换热器运行一段时间后,传热效果下降,则很可能是的原因。
7.流体的湍流程度提高,则对流传热过程的传热系数将。
(填:增大或减小或不变)。
8.在对流传热中,与完全湍流状态相比,流体处于过渡流时,传热的热阻,对流传热系数α值相对。
(填:较大或较小或不变)。
9.输送热流体的钢管外拟包裹A、B两层保温材料,若A层材料导热系数小于B层,且两层厚度相等,为降低热损失,应将层材料放在内层。
10.能够全部反射辐射能的物体称为,而全部吸收辐射能的则称为。
11.一维热传导的热阻主要取决于材料的和传热壁面等因素。
12.流体的湍流程度提高,则对流传热过程的传热系数将。
(填:增大或减小或不变)13.利用饱和蒸汽相变加热某冷流体,逆流操作的平均温差应并流时的平均温差(假定两种情况下冷流体的出、入口温度不变)。
14.蒸发器中疏水器的作用是。
15.描述对流传热关系的特征数关系式为:Pr)(Re,fNu,其中普朗特数Pr反映的是对给热过程的影响,通常Pr值越大,对流传热系数。
16.工业换热器可以采用逆流操作,也可以采用并流操作,当冷热流体的进出口温度一定时,这两种操作方式相比,采用操作得到的平均温度差△t m更大。
17.稳态传热的特点是系统中各点的温度仅随位置变化而与无关。
18.为降低可压缩滤饼的过滤阻力,可加入以改变滤饼的结构。
19.流体的湍流程度提高,则对流传热过程的传热系数将。