1、 第十章 传热部分习题集一、选择题1、单层平壁导热速率方程式为 ，方程式中 t 是指： tAQ牛顿冷却定律 中的 t 是指 A、热流体之间的平均温度差B、平壁两侧表面上的温度差C、流体进出口温度差D、固体壁面与流体主体之间的温度差 2、在平壁的稳定热传导中，已知两层的导热发 ，则两层平壁的导热速率21Q1 和 Q2 必满足如下关系： A、Q 1Q2 B、Q 1t m 逆 t m 折 ， B.t m 逆 t m 折 t m 并C. t m 逆 t m 并 t m 折 D.t m 并 t m 折 t m 逆4、套管式换热器的内管介质为空气，套管环隙介质为饱和蒸汽，如果蒸汽压力和空气进口温度一定时，
2、当空气流量增加时，则：(1)总传热系数 K 将： (2)空气的出口温度将： A、增大 B、减少C、基本不变 D、无法确定。5、有四种液体，其中适宜在列管式壳程中流动 A、不清洁的和易结垢的流体 B、腐蚀性的流体C、被冷却的流体 D、压力高的流体6、若传热系数 K 满足公式： ，当 时，为了提高 K 值，最有效oiK110i的途径是 A、 提高 B、 提高0iC、 ， 同时提高 D、不能确定i8、由两层不同材料构成的等厚平壁，已知 1 2 , t 1与 t 2 R1与 R2，Q 1与 Q2之间的关系为 ： 、 t 1=t 2、 = R1 t 1t 2、 2 R1 2 3 B、 1 1 3 D、
3、3 1 214、 若 1t m 逆 t m 折 ， B、t m 逆 t m 折 t m 并C、t m 逆 t m 并 t m 折 D、t m 并 t m 折 tm 逆17、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18、常压下水蒸气冷凝加热空气，空气平均温度为 20，则壁温约为（ ）A、20 B、100 C、60 D、49.719、流体在壁面一侧湍流流过并与壁面对流传热，若流速增加一倍，其它条件不变，则对
4、流传热系数为原来的（ ）倍。A、2 B、1/2 C、0.57 D、1.74 二 、 填 空 题1、 传热的基本方式有 、 、 。2、 在导热速率方程式 中 称为： ，单位是 。在所tAQ有的非金属液体中，导热系数最大的液体是 。水的导热系数是随着温度的升高而 。3、热 传 导 的 基 本 定 律 是 。 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 。4、多层平壁稳定热传导中，推动力是 ；总热阻是 之和。5、在平壁稳定热传导过程中，通过三层厚度相同的平壁，每层间温度变化如图所示。试判断 1、 2、
5、3 的大小顺序 ，以及每层热阻 R1、R 2、R 3 的大小顺序 。tw1 tw2 tw3 1 2 3 tw4 6、某圆形管道外有两层厚度相等的保温材料 A 和 B，其温度分布曲线如图所示，则 A 层的导热系数 B 层的导热系数，将 层材料放在里层时保温效果较好。A B t1t2 t3 7、通过三层平壁的热传导中，假设各层壁面间接触良好，若测得各层壁面温度 tW1 ，t W2， tW3,和 tW4 分别为 600 、500、200和 100，各层热阻之比为 。8、工业换热方式，按工作原理和设备类型，可分为 、 、 三种。9、在对流传热系数计算的关联式中 Re 准数表示 对 的影响；Pr 表示
6、对 的影响，故又称为 准数。10、流体与壁面之间的对流给热热阻主要集中在 中，若要强化对流给热速率，应设法 雷诺准数，以降低 厚度。11、试判断下面各组对流传热膜系数 的数值的大小（饱和蒸汽压力相同）顺序为 。（1） 空气 、 水 ；（2） 水蒸汽冷凝 、 水加热或冷却 ；（3） 弯管 、 直管 ;（ 4） 水蒸汽滴状冷凝 、 膜状冷凝 。12、有一列管式换热器，物料在管内流动，并符合公式 所规定的各种niidPrRe023.8.0条件。若其它条件不变，物料的流量增加一倍，给热系数 将为原来的 倍。i13、膜状冷凝的对流传热系数比滴状冷凝的对流传热系数 。沸腾传热可分为三个区域，它们是 、 和
7、 。生产中的沸腾传热应保持在 区。14、工程上的对流传热指的是 和 之间的热量传递，对流传热推动力为 和 之间的温度差，而其温度差主要集中在靠近壁面处的液体 内，也就是对流 主要集中在此处，若要强化对流传热，必须设法提高 ，以 该层厚度。15、写出四种间壁式换热器的名称 、 、 及 。16、列管式换热器主要由 、 、 、 等部件构成。17、间壁两侧流体间的总传热过程是由： 三个分过程组成。18、传热基本方程式 中，K 称为： ，单位是 。mtAQ19、 间 壁 式 换 热 器 传 热 系 数 K 的 计 算 ， 当 传 热 面 为 平 壁 时 K= ,当传热面为圆筒时，基于管壁内外侧传热面积
8、Ai和 Ao的传热系数 Ki= ,Ko= .20、冷热两流体在套管式换热器进行热交换，若管内对流传热系数 (管外对流传热io系数)，当忽略管壁热阻及污垢热阻时，欲提高总传热系数 K，关键在于提高 。21、列管式换热器中，用饱和水蒸汽加热空气，则传热管的壁温接近于 ，总传热系数 K 的值 。22、参与换热的两种流体的对流传热系数相差较大时，要提高 K 值，应设法提高 值 流体的对流传热系数。列管式换热器为了提高管内液体的对流传热系数常采取的措施是 ，为了提高管外对流传热系数，常采取的措施是 。23、提高间壁式换热器传热速率的途径 ， ， 。其中最有效的途径是 。24、列管式换热器内，当参与换热的
9、两流体的温度差大于 C 时，必须采取热补偿的措施，以消除或减小 。采取热补偿的方有： 、 。25、固定管板式列管换热器中，压力高，腐蚀性以及不清洁的物料应走 程。26、用饱和蒸汽加热水，经过一段时间后，发现传热的阻力迅速加大，这可能是由于 、 所引起。三 、 判 断 题( )01空气、水、铁的导热系数分别是 1、 2 和 3，其大小顺序是 1 2 3。( )02当用两种不同导热系数但厚度相同的材料，对一蒸气管道进行保温时，不管材料的包裹次序如何，保温效果都是一样的。( )03冷热流体在一套管换热器内换热，已知热流体的进口温度为 573K，出口温度为473K，冷流体的进口温度 423K，出口温度
10、 533K，此时可采用逆流流动。( )04保温材料应该选用导热系数大的绝热材料。( )05多层平壁稳定热传导中，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。( )06板式换热器结构很紧凑，换热面积较大，且可用于处理高温高压的流体。( )07若两种流体都是一次性流某列管式过换热器，这换热器称为单程换热器。( )08在夹套式换热器中，干净的加热蒸气应该从夹套下部进入，以使得夹套内充满加热气体。( )08一般来说对同一流体，强制对流的给热系数大于自然对流的给热系数。( )09 冷热流体在一套管换热器内换热，已知热流体的进口温度为 573K，出口温度为473K，冷流体的进口温度 4
11、23K，出口温度 533K，此时应采用并流流动。( )10在冬季，人们喜欢穿棉衣，这是因为棉花的导热系数大。( )11冷热流体在一套管换热器内换热，已知热流体的进口温度为 573K，出口温度为473K，冷流体的进口温度 423K，出口温度 533K，此时可采用并流流动。( )12多层平面壁定态热传导中，总推动力为各层的温度差之和，总热阻是各层热阻的倒数之和。三、简答题：1、 何为稳定传热？何为不稳定传热？2、 影响对流传热膜系数 因素有哪些？3、 在传热计算中何种情况下，可用公式 计算传热系数 K 值？写出公oiK1式等号右边各项的意义和单位。4、 提高传热系数 K 值的措施有哪些？当间壁两侧
12、流体的给热系数相交大时，提高 K值的关键措施是什么？5、 什么叫强化传热过程？强化传热过程的途径有哪些？最有效的途径是什么？6、 饱和蒸汽冷凝时传热膜系数突然下降，可能是什么原因引起的？如何解决？7、 间壁式换热器有哪些类型？各有何特点？8、 列管式换热器有哪些类型？各适用于什么场合？四、计算题1、在一单程列管式换热器中，用 100的饱和水蒸汽将管内的水从 30加热到 50，列管直径为 252.5mm，长为 6m，管了数为 92 根，换热器的热负荷为 2500kW，试计算基于管子外表面积的总传热系数 Ko。2、在一面积为 3m2，由 25 2.5mm 管子组成的单程列管式换热器中，用初温为 1
13、0的水将机油由 200冷却到 100，水走管内，油走管间。已知水和机油的流量分别为1000kg/h 和 1200kg/h。其比热为 4.18kJ/kgK 和 2.0kJ/kgK，水侧和油侧的对流传热系数分别为 2000W/m2K 和 250W/m2K，两流体呈逆流流动，忽略管壁热阻及污垢热阻。(1)计算说明该换热器是否合用？(2)夏天当水的初温达到 30时，该换热器是否合用？如何解决？（假设传热系数不变）3、采用逆流换热器,用初温为 20的水将流量为 4500(kg/h)的某液体由 80冷却到 50,换热器的列管为 252.5mm,冷却水走管程,水侧和液体侧的对流传热膜系数分别为0.85kw/
14、(m2k)和 1.70kw/(m2k),液体的比热为 1900J/(kgk),水的出口温度为36,水的比热为 4.18KJ/(kgk)。试计算:(1)冷却水的用量(2)列管式换热器的传热面积(3)若换热器的管长为 3m，求管子数？。（换热器的管壁材料的导热系数 =45W/m.k,污垢热阻可忽略不计，热损失不计。 ）4、一个 18010mm 套管式换热器的中,热水的流量为 3500kg/h,需从 100冷却到 60,冷水入口温度为 20,出口温度为 30,基于内管管子外表面积的总传热系数K02326 W/m 2K,冷却水走内管,忽略热损失。试求：（1）冷却水用量，（2）逆流流动时的管长。5、 有
15、一单程列管式换热器，由直径为 252.5mm 的钢管管束组成。苯在换热器的管内流动，流量为 1.25kg/s，由 80冷却到 30。冷却水在管间和苯作逆流流动，进水温度为 20，出口温度不超过 50。若已知传热系数 Ko=472W/m2.K,试求换热器的传热面积 Ao。(苯的平均比热为 1.9kJ/kgk) 6、在间壁式换热器中，用初温为 30的原油来冷却重油，使重油从 180冷却到 120。重油和原油的流量分别为 10000kg/h,14000kg/h,重油和原油的比热分别为2.174KJ/(kg. ),1.923 KJ/(kg. )。两流体系逆流流动，传热系数为 116.3W/(m2. )
16、。求原油的最终温度和传热面积。若两流体系并流流动时，其传热系数仍然为116.3W/(m2. )。问传热面积为多少？7、一单程列管式换热器，由直径为 252.5mm 的钢管管束组成.苯在换热器的管内流动,流量为 1.25kg/S,由 80冷却到 30。冷却水在管间和苯作逆流流动,进水温度为20,出口温度不超过 50。若已知传热系数 Ko 为 472W/m2,苯的比热是1.9kJ/Kg。试求 1)平均温度差。2）传热面积。 8、某套管换热器，内管直径为 202mm，CO 2 气以 24kg/h 的流量在管内流动，其温度由 60降至 20。水在管外流动，的进口温度为 10，出口为 30。CO 2 的
17、平均比热为 Cp1=0.836kJ/(kg） ，冷却水比热为 Cp2=4.18kJ/(kg) 。试求：（8 分）（1）传热量 Q； （2）两流体的平均温度差t；9、一个内管为 18010mm 套管式换热器的中，热水的流量为 3500kg/h，需从 100冷却到 60，冷水入口温度为 20，出口温度为 30，基于内管管子外表面积的总传热系数 K02326 W/(m 2)，冷却水走内管，忽略热损失。热水的比热为 4.195kJ/(kg.)。试求：(1)冷却水用量，（2）逆流流动时的管长。11、一列管式换热器，由直径为 252.5mm 的钢管管束组成。苯在换热器的管内流动，流量为 1.25kg/s，
18、由 80冷却到 30，苯的平均比热为 1.9kJ/(kg)。冷却水在管间和苯作逆流流动，进口温度为 20出口温度 50。水侧和苯侧的对流传热系数分别为1.70 kw/(m2)和 0.85kw/(m2) ，管壁材料的导热系数为 45w/(m) ，污垢热阻和换热器的热损失可以忽略，试求换热器的传热面积。12、生产要求在换热器内将流量为 3kg/s，温度为 80某液体用水冷却到 30。水在换热器外与管内的液体呈逆流流动，水的进口温度为 20，出口温度 50。已知水侧和液体侧的给热系数分别为 1700W/(m2K)和 900W/(m2K)，液体的平均比热容为1.9kJ/(kgK)。所采用的列管换热器是由长 3m，直径 25 2.5mm，热导率为 45 W/(mK)的钢管束组成。若污垢热阻和换热器的热损失均可忽略不计，基于管外径计算，试求该换热器的换热管数。13、采用逆流换热器，用初温为 20的水将流量为 4500（kg/h）的某液体由 80冷却到50，换热器的列管为 252.5(mm)，冷却水走壳程，水的出口温度为 36，液体的比热为 1.9kJ/(kg.)，水的比热为 4.18kJ/(kg.) ，若传热系数 K0 值为472W/(m2)。试计算：（1）冷却水的用量 （2）传热的平均温度差 （3）列管式换热器的传热面积
