1、1第五章 传 热一、基本知识1.下列关于传热与温度的讨论中正确的是 。绝热物系温度不发生变化 恒温物体与外界(环境)无热能交换温度变化物体的焓值一定改变物体的焓值改变，其温度一定发生了变化2.下列关于温度梯度的论断中错误的是。温度梯度决定于温度场中的温度分布温度场中存在温度梯度就一定存在热量的传递热量传递会引起温度梯度的变化热量是沿温度梯度的方向传递的3.传热的目的为。加热或冷却 换热，以回收利用热量 保温 萃取4.根据冷、热两流体的接触方式的不同，换热器包括（ ）等类型。直接混合式 蓄热式 间壁式 沉降式 5.热量传递的基本方式为。 热传导(简称导热) 对流传热 热辐射 相变传热 6.下列有
2、关导热系数论断中正确的是。 导热系数 是分子微观运动的一种宏观表现 导热系数 的大小是当导热温差为 l、导热距离为 1m、导热面积为lm2时的导热量，故 的大小表示了该物质导热能力的大小， 愈大，导热越快一般来说，金属的导热系数数值最大，固体非金属次之，液体较小，气体最小大多数金属材料的导热系数随温度的升高而下降，而大多数非金属固体材料的导热系数随温度的升高而升高金属液体的导热系数大于非金属液体的导热系数，非金属液体中除水和甘油外，绝大多数液体的导热系数随温度的升高而减小，一般情况下，溶液的导热系数低于纯液体的导热系数气体的导数系数随温度的升高而增大，在通常压力下，导热系数与压力变化的关系很小
3、，故工程计算中可不考虑压力的影响 7.气体的导热系数值随温度的变化趋势为。T 升高， 增大 T 升高， 减小T 升高， 可能增大或减小 T 变化， 不变 8.空气、水、金属固体的导热系数分别为 l、 2、 3，其大小顺序。 l 2 3 l 3 l 2 2 3 l 3 2 3 l 210.下列比较铜、铁、熔化的铁水三种物质导热系数的大小论断中正确的是。铜的导热系数最大，铁水的最小 铁水导热系数最大，铁的最小2铜的导热系数最大，铁的最小铁的导热系数最大，铁水的最小11.对于通过多层壁的定态导热过程而言，下列论断中正确的是。传热推动力和热阻是可以加和的，总热阻等于各层热阻之和，总推动力等于各层推动力
4、之和哪层热阻大，哪层温差大；反之，哪层温差大，哪层热阻一定大通过每层壁面时热量均相等 温差确定后减少阻力就可强化传热，可通过减少壁厚或增加导热系数和平壁面积来达到12.多层平壁定态热传导时，各层的温度降与各相应层的热阻。成正比 成反比 没关系 不确定 13.对由三层平壁组成的多层平壁稳定热传导而言，若三层的传热推动力t 1t 2t 3，则三层平壁的传热阻力 R1、R 2、R 3之间的关系为。R 1R2R3 R lR3R2 R 2R1R314.双层平壁稳定热传导，壁厚相同，各层的导热系数分别为 1和 2，其对应的温度差为t 1和t 2,若t lt 2，则 l和 2的关系为。 l 2 l= 2 无
5、法确定 15.由厚度都相同的平壁组成的三层平壁而言，若 l 2 3，则热阻Rl、R 2、R 3之间的关系为。 R lR2R3 R lR3R2 R 3R1R216.通过三层平壁的稳定导热过程如图 5-1 所示，由该图可判断（ ）导热系数最大。 第一层 第二层 第三层 不能断定图 5-1 17.据上题图，若比较第一层的热阻 Rl与第二、三层的热阻(R 2+R3)的大小，则正确的是。R l(R2+R3) R 1Q2Q3 Q 3t1-t2T 1T2，T 1-T2t1-t23T 1t1-t2、以外的其他判断20.由傅里叶定律，可以定义出对流传热系数 ；由牛顿冷却定律，可以定义出对流传热系数 。对于 及
6、的下列认识正确的是。 和 皆为物质的热物理性质 和 具有相同的因次 和 不一样，仅 为物质的热物理性质 和 不一样，仅 为物质的热物理性质21.传热中的相似准数有努塞尔准数 Nu、雷诺准数 Re、普朗特准数 Pr、格拉斯霍夫准数 Gr，大空间内无相变的自然对流传热现象可由其中的（ ）来描述。Re、Pr、Gr Pr、Gr、Nu Nu、Re、Pr Nu、Re22.设水在一圆直管内呈湍流流动，在稳定段处，其对流传热系数为 l；若将水的质量流量加倍，而保持其他条件不变，此时的对流传热系数 2与 1。的关系为。 2= l 2=2 l 2=20.8 l 2=20.4 l23.下列准数中反映的物体物性对对流
7、传热影响的是。Nu Re Pr Gr24.下列准数中反映自然对流对对流传热影响的是。Nu Re Pr Gr 25.下列准数中反映流动状态和湍流程度对对流传热影响的是 Nu Re Pr Gr 26.对于对流给热过程的准数关联式 Nu=f(Re，Pr，Gr)而言，根据不同情况可作适当简化。(1)当流体的流动是属强制对流时，可忽略上述准数关联式中的 。(2)当只是在自然对流状态下进行传热时，可忽略上述关联式中的 。Nu Re Pr Gr 27.有关特征尺寸论断中正确的是。特征尺寸是指对给热过程产生直接影响的几何尺寸对管内强制又寸流给热，若为圆管，特征尺寸取管径 d；如非圆形管，通常取当量直径 de，
8、de=4流动截面积/润湿周边长对大空间内自然对流，因加热面高度对自然对流的范围和运动速度有直接的影响，故取加热(或冷却)表面的垂直高度为特征尺寸28.下列有关定性温度论断中正确的是。选用的用以确定流体物性参数的温度称为定性温度有时可用流体进出口的平均温度作为定性温度有时可用流体进出温度的平均值和壁面平均温度两者的平均值作为定性温度如何选取定性温度取决于建立关联式时所用的方法29.对由外管内径 dl，内管外径为 d2组成的套管而言，其传热当量直径为。（d 12-d22）/d 2 （d 12-d22）/d 1 （d 12-d22）/2 （d 12-d22）/430.对由外管内径 dl，内管外径为
9、d2组成的套管而言，按润湿周边计算而得的当量直径为。4(d l+d2)/2 d l+d2 d l-d2 d 2-dl31.换热器中任一截面上的对流传热速率=系数推动力，其中推动力是指。两流体温差度(T-t) 冷流体进出口温度差(t 2-t1)热流体进、出口温度差(T 2-T1) 液体温度和管壁温度差(T-T w)或(t w-t)32.液体在圆形直管内作强制湍流时，其对流传热系数 与雷诺准数 Re 的几次方成正比，其中 n 的值为。0.5 0.8 1 233.对低于或高于环境温度下操作的化工设备和管道常需要保温，下列见解中正确的是。甲：无论保温层厚薄，只要加保温层，设备和管道与环境的热交换必定减
10、少，保温效果总是好的。乙：保温层加厚，热量(或冷量)就不易从设备和管道散失，经济上总是划得来的。甲对 t 乙对 甲、乙均不对 甲、乙均对34.用电炉将一壶水自常温加热至沸腾，继而加热使水蒸发。下列分析中正确的是。水从加热到沸腾再到蒸发，全过程均为不稳定传热上述全过程为稳定传热水在汽化之前的加热过程为不稳定传热，水的蒸发过程接近稳定传热水的加热过程为稳定传热，蒸发过程则是不稳定传热 35.工业生产中，沸腾传热操作应设法保持在。自然对流区 泡核沸腾区 膜状沸腾 过渡区36.对于大容积饱和沸腾过程，下列强化沸腾装置效率措施中有效的是。甲：提高热源的功率。乙：向沸腾液体中加入某种降低沸腾液表面张力的添
11、加剂。丙：使液体受热表面粗糙化。甲、乙措施不一定能起作用 乙、丙措施不一定能起作用丙、甲措施不一定能起作用 甲、乙、丙都不一定能起作用37.从传热角度来看，工业锅炉与工业冷凝器的设计是依据（ ）现象来考虑的。核状沸腾及膜状冷凝 膜状沸腾及膜状冷凝核状沸腾及滴状冷凝 膜状沸腾及滴状冷凝38.有关液体沸腾给热论断中正确的有。液体沸腾给热属于有相变的给热过程液体沸腾给热的主要特征是液体内部有气泡产生液体沸腾给热时，气泡的生成和脱离对紧贴加热表面的液体薄层液体产生强烈的扰动，使热阻大大降低，故沸腾给热的强度大大高于无相变化的对流给热根据大容积饱和沸腾曲线，可将整个过程分为表面汽化阶段、核状沸腾阶段和膜
12、状沸腾阶 核状沸腾具有给热系数大、壁温低的优点；膜状沸腾具有给热系数小、壁温高的特点，故为了安全高效运行起见，工业沸腾装置应在核状沸腾下操作采用机械加工或腐蚀的方法将金属表面粗糙化，或在沸腾液体中加入某5种少量的添加剂(如乙醇、丙酮、甲基乙基酮等)改变沸腾液体的表面张力，均可强化沸腾给热39.有关蒸气冷凝给热论断中正确的是。蒸气冷凝给热是有相变的给热过程纯物质饱和蒸气在冷凝给热时汽相不可能有温度梯度，即汽相内不存在任何热阻蒸气冷凝给热时其冷凝给热的热阻几乎全部集中于冷凝液膜内工业上通常用饱和蒸气作为加热介质的原因有二：一是饱和蒸气有恒定的温度，二是它有较大的给热系数冷凝液在壁面上的存在和流动方
13、式有两种类型：膜状和滴状尽管滴状冷凝的给热系数比膜状冷凝的给热系数大 5 倍l0 倍，但工业冷凝器的设计都是按膜状冷凝考虑的蒸气冷凝给热时，如果存在不凝性气体，则过程的冷凝给热系数必下降，为减少不凝气体的不良影响，都设有排放口，定期排放不凝性气体当蒸气速度较大时，有必要考虑流速对给热系数的影响对于垂直壁面，在其上开若干纵向沟槽使冷凝液沿沟槽流下，或沿垂直壁装若干条金属丝，都可强化冷凝给热40.在通常操作条件下的同类换热器中，设空气的对流传热系数为 l，水的对流传热系数为 2，蒸气冷凝的传热系数为 3，则。 l 2 3 2 3 l 3 2 l 2 l 341.下列论断中正确的有。任何物体，只要其
14、绝对温度不为零度，都会不停地以电磁波的形式向外界辐射能量，同时，又不断吸收来自外界其他物体的辐射能热辐射可以在真空中传播，无须任何介质当外界的辐射能投射到物体表面上时，将会发生吸收、反射和穿透现象一般来说，固体和液体不允许热辐射透过，而气体则对热辐射几乎没有反射能力物体的黑度不单纯是颜色的概念，它表明物体的辐射能力接近于黑体的程度任何实际物体只能部分地吸收投入其上的辐射能，并且对不同波长的辐射能呈现出一定的选择性42.下列论断中正确的是。从理论上讲，固体可同时发射波长为从 0的各种电磁波吸收率等于 l 的物体称为黑体黑体的辐射能力，即单位时间单位黑体表面向外界辐射的全部波长的总能量，服从斯蒂芬
15、-玻耳兹曼定律：Eb= 0T4对各种波长辐射均能同样吸收的理想物体称为灰体，并且同一灰体的吸收率与其黑度在数值上必相等，这表明物体的辐射能力越大其吸收能力也越大，即善于辐射者必善于吸收计算两黑体间辐射传热的关键是角系数西 1和 2的求取。对于相距很近的平行黑体平板，若两平板的面积相等且足够大，则 1= 2=1影响固体辐射传热的主要因素有：温度、几何位置、表面黑度及辐射表面之间的介质等643.为了减少室外设备的热损失，保温层外包的一层金属皮应该是。表面光滑，色泽较浅 表面粗糙，色泽较深表面粗糙，色泽较浅44.下列关于换热设备的热负荷及传热速率说法中错误的是。热负荷决定于化工工艺的热量衡算 传热速
16、率决定于换热设备、操作条件及换热介质 热负荷是选择换热设备应有的生产能力的依据换热设备应有的生产能力由传热速率确定45.下列有关传热方面论断正确的是。在定态条件下，串联传热过程的推动力和阻力具有加和性对于串联传热过程而言，原则上减少任何环节的热阻都可提高传热系数，增大传热过程的速率，但若存在最大热阻的控制步骤时，在考虑传热强化时，必须着力减少控制步骤的热阻当流体并流或存在相变化时，传热基本方程式仍然适用当冷热流体的进出口温度相同时，逆流操作的平均推动力总是大于并流，因而传递同样的热流量，所需的传热面积较小对于热敏性物料或某些高温换热器而言，一般采用并流操作，这是因为并流操作可避免出口温度过高而
17、影响产品质量或避免逆流高温操作因冷却流体的最高温度 t2和 T1集中在一端，将使该处的壁温升高特别多，从而影响其使用寿命在用工业用水作为冷却剂时，冷却用水出口温度 t2不宜过高(一般不高于 45)，这是因为工业水中含有许多盐类(主要是CaC03、MgC0 3、CaS0 4、MgS04 等)，它们的溶解度随温度的升高而减少，出口温度太高，盐类折出，将有导热性能很差的垢层生成，从而恶化传热过程在可能的情况下，传热过程中管内、管外部必须尽量避免层流状态图 5246.在将并流操作的换热过程改为逆流操作时，若调节冷热流体流量，控制它们各自的温度改变仍和并流操作时一样(见图 52)以下结论中错误的是。甲：
18、两种操作的平均换热温差相同。乙：两种操作的设备换热能力相同。丙：两种操作的设备传热系数相同。甲、乙 乙、丙 丙、甲 甲、乙、丙47.间壁二侧流体的传热过程 l、 2值相差较大( l(tm) 逆 (tm) 并 =(tm) 逆(tm) 并 rt rpK2K3；W lK2K3；W lW2W3 K lW2W336.某四效蒸发装置，沸点进料。现打算从该装置引出 Gkg/h量的二次蒸气另作它用，考虑下列三种引出方案：二次蒸气引出方案 第一效引出 第二效引出 第三效引出方案 0.5G 0.5 G方案 G方案 0.25G 0.25G 0.5G假定料液在各效的蒸发潜热相同，且忽略自蒸发和热损失的影响，可判断 1
19、1因二次蒸气的引出而须增加的水蒸气量最少，其次，为 。方案，其次方案 方案，其次方案方案，其次方案I 方案，其次方案37.在常压单效蒸发器中蒸发某种盐溶液。已测知该盐溶液在常压下因蒸气压降低引起的沸点升高为12，液柱静压引起的平均沸点升高为4，请据下表选定该蒸发操作至少得用 表压的生蒸气。饱和水蒸气绝对压强/atm 1.5 2 2.5 3 3.5饱和水蒸气温度/ 115 120 128 132 1382.5 2 1.5 138.有一四效蒸发装置，冷料液从第三效加入，继而经第四效，第二效后再经第一效蒸发得完成液，可断定自蒸发现象将在 出现。第一效 第二效 第三效 第四效39.有一套平流加料蒸发装
20、置，一共三效，各效蒸发器的形式及传热面均相同。现以W l、W 2、W 3分别表示第一、二、三效在相同时间内蒸发出的水分量，它们的大小顺序为。W lW2W3 W 2W1W3 W 3W2W1 W l=W2=W340.蒸发器的形式很多，但它们均由 、 和 部分组成。三、计算 1.对火砖、保温砖和普通砖的厚度分别为 l=150mm， 2=310mm， 3=240mm，导热系数分别为 l=1.06W(m)， 2=0.15W(m)， 3=0.69W(m)：则它们热阻R 1、R 2、R 3之间关系为。R 1R2R3 R lR3R1 R 1R3R22.一红砖平面墙厚度为500mm，一面温度为200，另一面温度
21、为30，红砖的导热系数为1.57W/(m)，则距离高温面墙内350mm处的温度为( )。 101 81 83 873.某炉壁由下列三种材料组成：耐火砖 l=1.4W/(m)，b 1=230mm，保温砖 2=0.15W/(m)，b 2=115mm，建筑砖 3=0.8W/(m)，b 3=230mm，若其内壁温度t 1为900，外壁温度t 4为80，则单位面积的热损失为（ ）W/m2。 673 1020 365 793 4.如图 57 所示有一平壁加热炉，为减少热损失，在加热炉外壁包一层绝热层，其厚度为 350mm，已知绝热层外壁温度 t3为 30，在绝热层 50mm 深处测得温度 t2为 60，试
22、求加热炉外壁温度 tl为（ ）(假设绝热层的导热系数与温度无关)。360 240 420 63012图 575.燃烧室壁覆盖一层厚度为 500mm 的保温层，保温层两侧的温度分别 tl=250，t2=50，保温材料的导热系数与温度的关系可表示为 =0.2+510 -4tbW/(m)，则当 b=1 时，通过单位面积的热损失为( )W/m 2。6.某保温材料 =0.02WmK，厚度为 300mm，测得低温处 to=80，单位面积导热速率为 30J/(m2s)，则高温处 tl=( )7.某平壁厚度 =0.37m，内表面温度 t1=1650，外表面温度 t2=300，平壁材料的导热系数 =0.815+
23、000076tW/(m)，若将导热系数 按常量(取平均导热系数)计算时，则平壁的导热热通量为( )W/m2，温度分布关系式为( )；若导热系数 按变量计算时，则平壁的导热热通量为( )W/m2，温度分布关系式为( )。8.有一根 219mm6mm 的无缝钢管，内外表面温度分别为 300和 295，导热系数为 45W/(m)，则每米长裸管的热损失为( ) 25100 183 24917 9939.有一蒸气管外径为 25mm，管外包以两层保温材料，每层厚均为 25mm，外层与内层保温材料的导热系数之比为 l/ 2=4，此时的热损失为 Q。令将内、外两层材料互换位置，且设管外壁与保温层外表面的温度均
24、不变，则热损失为Q/，则 Q/Q 为( )。1 2 1.56 0.5610.蒸气管外包裹有两层厚度相等的保温材料，外层的平均直径为内层的 2 倍，外层的导热系数为内层的 l/2，若保持保温层内外表面温度不变，将两层材料互换位置，则互换前后蒸气管散热损失之比为( ) 。2 1.75 1.5 1.2511如图 58 所示，有一 25mm 2mm 的蒸气管道，管内饱和蒸气温度为 l30，管外还包一层=0.8W/(m)的保温层，保温层外面是 30的大气，给热系数为 0=10W/(m2)，则热损失最大的保温层温度为( )mm。图 5812.有一直径 10mm 的催化剂颗粒，因化学反应，颗粒内部存在一个均
25、匀的内热源，其发热强度为 l00kW/m3。已知颗粒外表面温度为 500，颗粒的导热系数为 0.2W/(m)，并假定所有热量均靠导热移除，则球形内部中心的温度为( )。13.某蒸气在套管换热器中冷凝，内管为 25mm 2.5mm 钢管，管长 2m。蒸气在管外冷凝，冷却水走管内，管内流速为 lm/s，冷却水的进口温度为 20，出口温度为 50，则管壁对水的膜系数为 W/(m)。4806 2374 1486 732114.将上题中的管径缩小一半，流速及其他条件都不变，则膜系数将变为原来的 ( )倍。1 0.5 1.149 1.7415.如果将上题中流速增加一倍，其他条件不变，则膜系数将变为原来的(
26、 )倍。131 O.5 4.149 1.7416.一套管换热器，由 76mm3mm 和 45mm2.5mm 钢管制成，两种低黏度的流体，分别在该换热器内管和环隙中流过，测得膜系数分别为 1和 2。若两流体的流量保持不变，并忽略出口温度变化对物性所产生的影响，将内管改用 38mm2.5mm 后，环隙中的膜系数变为原来的( )倍(设流动状态皆为湍流)。l 2 O.82 1.8217.水在一定流量下，通过某套管换热器的内管，温度从 20升到 80，并测得其膜系数为 1000w/(m)，则同样体积流量的甲苯通过该换热器内管时的膜系数为( )W/(m)(已知在两种情况下流动形态皆为湍流，甲苯进出口温度的
27、算术平均值为 50。286 826 174 32118.某气体在内径为 20mm 的圆形直管内作湍流流动，管外用饱和蒸气加热，测得膜系数为 。若气体流量与加热条件不变，并假定气体进出口平均温度相同，则气体在横截面积与圆管相等的长与宽之比为 l:8 的长方形通道内流动的膜系数与圆管内的膜系数之比为（ ） 。1 1.8 1.12 O.2719.将铂电阻丝置于溶液中通电，电阻丝的表面温度 Tw 与该 液体所处压强下的饱和温度 Ts 的差为T。热流量 q 的对数，传热系数 的对数和T 三者关系如图 59所示。图中，AB 间为自然对流，中间为( )强制对流区 膜沸腾区 核沸腾区 自然对流区 图 5920
28、.在外径为 l52mm 的水平管内通有 171的饱和水蒸气，管外空气温度为 21，若管道不保温，每米管长因空气自然对流所造成的热损失为( )W。21.若传热推动力增加一倍，试求在下述几种流动条件下传热速率增加的倍数各为：(1)圆管内强制湍流增加 倍； (2)大容积自然对流增加 倍；(3)大容积饱和沸腾增加 倍；(4)蒸气膜状冷凝增加 倍。22.已知两物体的温度分别为 l27与 107(2，若同时升温 400(两者的温差依旧为 20)，则升温后两物体间辐射的热流量是升温前的 倍(假定其他条件相同)。8 倍多 80 多倍 800 倍多 8000 多倍23.倘若太阳表面温度为 6000，而某恒星表面
29、温度为 l2000，则它们单位面积上能量辐射值 q 的大小为 。q 星 =2q 太阳 q 星 =22 太阳 q 星 =24q 太阳 q 星 =23q 太阳24.被温度为 727的很大的炉壁所包围的某物体，其黑度为 0.8，表面积为1m2，稳态时，吸热为 29000kcalh，则该物体表面温度为( )。1425.板 l 与板 2 平行放置且相距很近，黑度皆为 0.8。在两板之间插入一块遮热板 3，遮热板的黑度开始为 0.1，后因氧化变为 O.8，则遮热板黑度变化前后的热流量与无遮热板之比各减少 倍和 倍。26.如图 510 所示，保温瓶具有双壁镀银的夹层结构，夹层抽真空，镀银壁的黑度 =0.02
30、，外壁温度保持20，瓶内盛满 10012 的水。假设顶盖是绝热的，则经( )h 水温降为 90。27.室内有一根水平放置的蒸气管道，外径为 l00mm，管内 通有 120的饱和水蒸气，管外空气温度为 20，四周墙壁、天花板及地面温度皆为 20。若管道不保温(管壁的黑度为 0.55)，则每米管长因辐射和空气自然对流造成的总热损失为( )W。 图 510395 539 234 16128.已知外径为 20mm，长 l0m 的圆形管中有高温流体流动，管外壁温度为 127(2，外界气温为 l7，从管壁向外界散失的热量为 6900kcal/h，管外壁的黑度为 0.3，则对流传热膜系数为 。29.有一套管
31、换热器，管间用饱和蒸气加热，空气在一定流量下在内管湍流流过，出口温度可升到指定温度。现将空气流量增加 l 倍(即 W1=2W2)，要使空气出口温度仍达到原指定温度，则套管换热器的长度应为原来的 倍(假定壁温保持不变)。1.48 1.148 1.348 2.01230.在一台列管式换热器中，用热水加热冷水，热水流量为 2000kg/h，冷水流量为 3000kg/h，热水进口温度为 80，冷水进口温度为 l0，热损失忽略不计。如果要求将冷水加热到 30，则并流和逆流时的平均温度差t m各为( )和( )。39.9，44.8 44.8，39.9 80，10 110，4031.一套管换热器采用逆流操作
32、，热流体的进出口温度分别为 350K、300K，冷流体的进出口温度分别为 250K、300K，此时的对数平均温度差t m为 。30 40 45 5032.若上题中的换热操作，热流体的进出口温度分别为 350K、300K，而冷流体的进出口温度分别为 290K、320K，则该换热器的传热效率为( )。5/6 4/6 3/6 2/633.某厂一台新使用的换热器的技术档案中，记载有三个技术数据：0.185kW/(m2K)，0.2(kW/m 2K)，0.5kW/(m 2K)，只确知两个是对流传热系数，一个是总传热系数，则总传热系数为0185 02 25 数据不合理34.33 题中的换热器是以烟道气加热水
33、用的，针对技术档案中的三个数据，下列议论中正确的是 。甲：烟道气的传热热阻是热水热阻的 l2.5 倍。乙：热水的热阻很小，只占到总热阻的 7.4。甲有理 乙合理 甲、乙均无理 甲、乙均合理1535.在一个 5180mml0mm 的套管换热器中，热水流量为 3500kg/h，需从100冷却到 60，冷水入口温度为 20，出口为 30，内管外表面总传热系数 K=2326W/(m2K)，冷却水走内管，忽略热损失。则：(1)冷却水用量为 kg/h；(2)逆流时管长为 m(C 水 =4.1kJ/(kgK)。36.有立式列管式换热器，其规格如下：管数 30 根，管长 3m，管径25mm25mm，管程为 l
34、，今拟采用此换热器冷凝冷却 CS2饱和蒸气，从饱和温度 46冷却到 l0，CS 2走管外，其流量为 250kg/h，其冷凝潜热为356kJ/kg，液体 CS2的比热为 l.05kJ/(kg)。水走管内与 CS2成逆流流动，冷却水进出口温度分别为 5和 30。已知 CS2冷凝和冷却时传热系数(以外表面积为基准)分别为 kl=232.6W/(m2)和 k2=116.8W/(m2)，则此换热器 (适用，不适用)。37.在某列管式换热器中，管间通入饱和水蒸气，以加热管内的甲苯。甲苯的进口温度为 30，饱和水蒸气温度为 ll0，汽化潜热为 2200kJ/kg，饱和水蒸气的流量为 350kg/h。以管外表
35、面计算的换热器传热面积 S0为 2m2，以外表面积为基准的总传热系数 K0为 1750W/( m2)。假设平均温度差可按算术平均温度差计算，则甲苯的出口温度为 (换热器的热损失可忽略)。20 67.8 78.6 68.7 38.在一列管换热器内，用 110的饱和水蒸气加热管内湍流流动(RelOOOO)的空气，使其从 30升温至 45，若将空气的流量增加 l 倍，而入口温度不变，则加热蒸气用量为原用量的 倍(忽略管壁热阻、垢层热阻及热损失，并忽略因空气出口温度变化所引起的物性变化)。39.某列管式加热器，由多根 25mm2.5mm 的钢管所组成。将某液体由 20加热到 55，其流量为 l5t/h
36、，管内流速为 0.5m/s，比热容为176kJ/(kg)，密度为 858kg/m3；加热剂为 130 的饱和水蒸气，在管外冷凝。已知加热器以外表面为基准的传热系数为 774W/(m2)，则此加热器所需管数 n 为( ) 根及单管长度 L 为( )m。30，1.5 31，1.5 45，15 30，5 40.用一传热面积为 3m2，由 25mm2.5mm 的管子组成的单程列管式换热器，用初温为 10的水将机油由 200冷却至 100，水走管内，油走管间。已知水和机油的质量流量分别为 1000kg/h 和 1200kg/h，其比热分别为4.18kJ/(kgK)和 2.0kJ/(kgK)，水侧和油侧的
37、对流传热系数分别为2000W/(m2K)和 250W/(m2K)，两流体呈逆流流动，忽略管壁和污垢热阻。(1)该换热器 (适用，不适用)； (2)夏天当水的初温达到 30时，该换热器 (适用，不适用)解决措施为 (假设传热系数不变)。 41.正在操作的某换热器，如图 511 所示，已知该换热器的总传热系数K=0.15kW、(m 2K)，冷却水的对流传热系 =2.5kW/(m 2K)。现热气流的温度 Tl因工艺变化而提高较大，若希望该气流仍被冷却到原来的出口温度，宜采取下列措施(设换热器管壁与垢层热阻忽略不计)中的 。加大冷却水流量既加大冷却水流量又加大热气流流量降低热气流流量同时加大冷却水流量
38、16另设计一台换热器图 51142.一套管换热器，用 196kPa 水蒸气加热某料液，料液在 2mm 的管道中流动，水蒸气在管外冷凝，已知料液进口温度为 30，出口温度为 60，流量为 4000kg/h，已知料液对管壁的传热系数为 500W/(m2)，蒸气对管壁的传热系数为 l0000W/(m2)，管内壁的污垢热阻为 0.0004m2K/W，忽略管壁及管外污垢的热阻，则：(1)以上换热器的管壁平均温度为 。(2)若蒸气改为 150kPa，料液出口温度为 。已知：l96kPa 时水蒸气饱和温度为 120；l50kPa 时为 l09。料液的定压比热容 Cp=1.9KJ/(kgK)，水蒸气汽化潜热2
39、200KJ/kg。改变条件后认为液体物性不变，传热系数不变。43.某列管冷凝器，管内通冷却水，管外为有机蒸气冷凝。在新使用时，冷却水的进、出口温度分别为 20和 30，使用一段时期后，在冷却水进口温度与流量相同的条件下，冷水出口温度降为 26，则此时的垢层热阻为( ) W/(m)(已知换热器的传热面积为 16.5m2，有机蒸气的冷凝温度为80，冷却水流量为 2.5kg/s)。8.6210 -3 6.2810 -3 10.1210 -3 2.6310 -344.在逆流操作的套管换热器中，用 15的冷水冷却某溶液。已知溶液的流量为 l800kg/h，平均比热为 4.18l(J/(kg)，其进口温度
40、为 80，出口温度为 50，冷却水出口温度为 35，该换热器尺寸为外管 l08mm4mm，内管 57mm45mm，长 6mm，则基于内表面积的总传热系数为 (假设换热器的热损失可忽略)。1751 750 1510 150045.有一单程列管换热器，由 525mm 2.5mm 的 136 根钢管组成。用 110的饱和水蒸气加热管内某溶液(冷凝液排出温度为 ll0)。已知溶液流量为l5000kg/h，其平均比热容 4.187103J/(kg)，溶液由 l5加热到l00。若已知管内对流传热系数为 520W/(m2)，管外的对流传热系数为l.16 104W/(m2)，钢管导热系数为 45W/(m2)，
41、则换热器列管长度为 m(垢层热阻和热损失可忽略不计)。19.37 9.37 7.38 3.9346.95的水在一根 d 外 /d 内 1 2 213 4小于 A5自然对流 膜状对流 核状对流 核状对流6冷凝水未排出 不凝气未排出 7滴状冷凝 8泡核沸腾9蒸气中含不凝气，壁附近形成一层气膜，传热阻力加大，膜系数急剧下降 20应及时排出不凝气10. ll.(1)由上向下 (2)由下向上12.饱和水蒸气的温度 接近空气传热膜系数13.管 14.大 小 大15.空气 16. 17.Q=KAtm； K 0=(1/ 0)+ (/) (d 0/di) +(1/ i) (d0/di)-118.Q=CpWt Q
42、=kAtQ 热负荷:生产任务提出的换热器应有的能力 对流传热速率: 换热器在一定的条件下的换热能力t 热流体冷流体最初和最终温度差 冷、热流体间的平均温差，是传热的推动 力1920U 形管式 浮头式 带补偿圈(膨胀节)式(三种任意两种均可)21并流 22 23提高对流传热系数24加在管的外侧 外侧油的 2内侧水的 1，A l/A21，则(1/ 2)( Al/A2) (1/ 2)，加翅片热阻减少，而油侧的传热面积大，有利于传热2526升膜式 降膜式 升降膜式 升膜式适合蒸发量大、热敏物料；降膜式适合浓度大、 黏度大溶液，升降膜式适合浓度变化大、厂房高度受限制情况27热量传递28加热蒸气(生蒸气)
43、 水蒸气(-次蒸气) 温位(或压强)29循环型蒸发器 单程型蒸发器 旋转刮片式蒸发器 30蒸气的经济性31生产强度 32 3334 35 3637 38 3940加热室 流动(或循环)通道 汽液分离空间三、计算 1. 2. 3. 4. 5. 110 6. 530 7. 5677；t=-1072+(7.410 6-1.49106)0.5 8. 9. 10. 11. 80 12. 502.113. 14. 15.16. 17. 18.19. 20.530W/m 21.(1)2；(2)2.81 2.52；(3)11.3；(4)211.6822. 23. 24. 53025.13.7；2.0 26.3.47h 27.28.7.53kcal/m2h 29. 30.31. 32. 33.34. 35.(1)1400kg/h；(2)2.25m 36.适用37. 38.1.76 倍 39.40.（适用） ；（不适用） 41. 42.117.25 ；56.3343. 44. 45.46.90.2 47.（1）n=92 根；（2）3317.8 W/m 248.(1)饱和蒸汽压强 P 或 T,空气流量 V 或(冷凝水流量 W/)，空气进、出口温度t1、t 2（2）Q=WCpc(t 2-t1)或 Q= W/r ，K、
