各大名牌高校化工原理考研真题之传热3

第三章 传热习题一、 填空题1．三层圆筒壁热传导过程中，最外层的导热系数小于第二层的导热系数，两层厚度相同。

在其他条件不变时，若将第二层和第三层的材料互换，则导热量变（ ），第二层与第三层的界面温度变（ ）。

答：变小，变小。

2．在垂直冷凝器中，蒸汽在管内冷凝，若降低冷却水的温度，冷却水的流量不变，则冷凝传热系数（ ），冷凝传热量（ ）。

答：减小，增加。

冷凝传热系数与温差的-1/4次方成正比，故温差增加，冷凝传热系数减小； 冷凝传热量与温差的3/4次方成正比，故温差增加，冷凝传热量增加。

3．在管壳式换热器中，热流体与冷流体进行换热，若将壳程由单程该为双程，则传热温度差（ ）。

答：下降4．在高温炉外设置隔热档板，挡板材料的黑度越低，则热损失越（ ）。

答：越小5．黑体的表面温度提高一倍，则黑体的辐射能力提高（ ）倍。

答：156．沸腾传热设备壁面越粗糙，汽化核心越（ ），沸腾传热系数α越（ ）。

答：多，大7．苯在内径为20mm 的圆形直管中作湍流流动，对流传热系数为1270W/（m 2．℃）。

如果流量和物性不变，改用内径为30mm 的圆管，其对流传热系数变为（ ）W/（m 2．℃）。

答：612α=0.023nr P d8.0Re λ=0.023d λn S d W d Pr 4/8.02⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⋅⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡μρρα∝8.0)21(1⨯-+-d =8.1-dαα'=8.12030-⎪⎭⎫⎝⎛=0.482α'=0.482α=0.482⨯1270=612W/(2m ·℃)8.某液体在一直管内（忽略进口段的影响）稳定强制湍流流动，该管内径为20mm ，测得其对流传热系数为α，现将管内径改为27mm ，并忽略出口温度变化对物性所产生的影响。

⑴若液体的流速保持不变，管内对流传热系数为原传热系数的0.9417倍；⑵若液体的质量流量保持不变，管内对流传热系数为原传热系数的0.5826倍； 知： mm m d 20020.0== mm d 27=求： 12αα解：(1) 由 12u u =，np c du d ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅⋅=λμμρλα8.0023.0 得 9417.020*******.08.0122118.0128.0212=⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅==d d d d d d d d αα(2) 由 12W W =，uA V W ρρ==得 1122A u A u =，22112⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=d d u u所以()()8.02218.012218.011222118.01128.02212⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅==d dd d d d u d u d d d d u d d u d αα5826.027208.18.1216.1218.01221=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=d d d d d d d d9.在一内钢管为φ180⨯10mm 的套管换热器中，将流量为 3500kg/h 的某液态烃从100︒C 冷却到60︒C ，其平均比热为2380J/(kg ⋅K)。

清华化工原理考研真题试卷清华大学化工原理考研真题试卷一、选择题（每题2分，共20分）1. 化工原理中，传热的基本方式不包括以下哪一项？A. 导热B. 对流C. 辐射D. 蒸发2. 在连续操作的化工过程中，以下哪一项不是反应器的特点？A. 反应时间固定B. 物料连续进出C. 操作条件稳定D. 产品浓度一致3. 以下哪一项不是分离过程中常见的操作？A. 蒸馏B. 萃取C. 沉淀D. 过滤4. 在流体力学中，雷诺数（Re）用于描述流体的哪种特性？A. 密度B. 粘度C. 流动状态D. 压力差5. 以下哪种情况下，流体在管道中的流动可以视为不可压缩流动？A. 气体在高压下流动B. 液体在低压下流动C. 气体在低压下流动D. 液体在高压下流动6. 化工设备中，换热器的主要功能是什么？A. 改变流体的化学性质B. 改变流体的相态C. 改变流体的温度D. 改变流体的流速7. 化工原理中，传质的基本方式包括以下哪几项？A. 扩散B. 渗透C. 对流D. 所有选项都是8. 在化工生产中，以下哪种设备用于实现物料的混合？A. 反应器B. 混合器C. 蒸馏塔D. 换热器9. 化工原理中，以下哪种现象不属于非平衡态？A. 温度梯度B. 浓度梯度C. 压力梯度D. 静止状态10. 在化工过程中，以下哪种操作不属于单元操作？A. 反应B. 蒸馏C. 过滤D. 萃取二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述化工原理中传热的三种基本方式及其特点。

2. 解释什么是热力学第二定律，并给出一个实际应用的例子。

3. 描述化工过程中的物料平衡和能量平衡的概念及其重要性。

三、计算题（每题25分，共50分）1. 某工厂需要设计一个换热器，已知热流体的流量为100 kg/s，冷流体的流量为200 kg/s，热流体的入口温度为300°C，冷流体的入口温度为50°C。

假设两种流体的比热容均为4.18 kJ/kg·K，求换热器的最小面积。

化工原理考试题答案一.填空题1. R >R >R Q =Q =Q2. 1/K =1/α +bd/λd +1d /α d ；946(w.m .K )3. F1=127×4π×0.038=60.6mF2=127×4π×0.032=51.1m4. 提高壳程流体的流速, 使壳程对流传热系数提高, 园缺形（弓形）,园盘和环形二.选择题1. A. C.2. A∵mc(t -t ）=KA△tmc(t -t ）=KπdL{[（T-t ）-（T-t ）]/[ln(T-t ）/（T-t ）]} 上式可简化为mc/K πd =L/[ln（T-t ）/（T-t ）此等式左边为定值，则右边也应为定值，当L增大一倍，ln（T-t ）/（T-t ）也增大一倍，而T，t 均恒定，故t 必增大四.问答题1. 流体为层流时，传热是以导热方式进行的。

则此时给热系数较小。

当为湍流时，传热是以对流方式进行的，此时给热系数增大。

所以流体的传热，多在湍流情况下进行。

2. 传导热是固体或静止流体的分子运动或分子振动传递热量。

对流传热则是流体质点发生相对位移来传递热量, 辐射传热是高温物体以电磁波形式向空间发射能量来传递热量。

3. 炉内以对流和辐射并联联合传热，将热量传给炉的内壁面。

在炉壁内通过传导传热，将热量以炉的内壁面传到炉的外壁面，它与炉内对流与辐射传热相串联。

炉外通过对流与辐射并联联合传热，将热量从炉的外壁面传到大气中，它与炉壁内的传导传热相串联，所以该传热过程的特点是：（1）传导、对流、辐射三种传热方式同时存在；（2）并联、串联的联合传热同时存在。

五.计算题1. 按多层圆筒导热ｑ ＝（t －t ）/（ｌｎ（ｒ /ｒ ）/（2πλ ）＋ｌｎ（ｒ /ｒ ）/（2πλ ））将ｒ ＝0.06m,ｒ ＝0.055m，ｒ ＝0.06＋δλ ＝0.07w/(m·K),λ ＝45w/(m·K)，ｑ ＝60w/mt ＝110℃,t ＝20℃代入上式60=(110-20)/(ln(0.06/0.055)/(2π×45)+ln(ｒ /0.06)/(2π×0.07))=90/(0.00031+(lnｒ +2.813)/0.4398)解得ｒ ＝0.116m,δ＝0.116－0.06＝0.056m＝56mm注：本题可简化不计管壁热阻。

2【大连理工大学， 2003，四】有一单管程列管换热器，传热面积为40m( 按外表面积计 ) ，共有25mm 2.5 mm 的传热管86根，现用该换热器以循环水冷却流量为 28000kg/h 的石油产品，石油产品走壳程，循环水走管程，两流体逆流换热。

实际测得石油产品的进、出口温度分别为 90℃和 50℃，冷却水的进、出口温度分别是 25℃和 40℃，已知石油产品的比热容为 2.8KJ/kg ，水的有关物性分别为：密度 =995kg/m 3粘度=0.8 10-3Pa s比热 Cp=4.17kJ/(kg K)导热系数=0.618W/(m K)试求：1、冷却水用量2、该换热器总换热系数3、管程和壳程的传热膜系数（又称表面传热系数）（可忽略两侧的污垢热阻）4、由于污垢积累，石油产品的出口温度升高，为使石油产品出口温度仍为50℃，需增加冷却水量使得冷却水出口温度为35℃时，石油产品出口温度达到50℃，估算两侧污垢热阻之和为多少（各物性数据可视为不变，忽略管壁热阻）。

解： 1、由题意：Q m2Cp2 (t2t1)m1Cp1(T1T2 )解得 m250136kg / h13.93kg / s2、由 1得，Q KA t m1Cp1(T1T2 ) 8.71105(T1t2 ) (T2t1 )36.1 Ct ln T1t2T2t1解得 K603.2W / m2K3、流速uV13.93/ 9950.52m / sd i20.02286n44d i u0.020.52995Re0.810 312935 Cp 4.17 0.8Pr 5.40.618i 0.023Re0.8 Pr0.4d i0.0230.618129350.8 5.40.40.022716.8W / m2K由11d o得K O O idiO834.9W / m2 K4、(T1 t2') (T2t1)t 'T1t2 '38.04 ClnT2t1由 Q KA t m1Cp1(T1T2) 得K '572.42W /m2KRso 1 18.9 10 5 m2 K / WK ' K【大连理工大学， 2004，四】某厂内有一台单管程列管换热器，欲用120℃的饱和蒸汽将某种水溶液进行加热，水溶液走管程。

3．（20 分）选择一冷凝器用冷却水将酒精精馏塔的塔顶产品蒸气冷凝成饱和液体，塔顶蒸气量为 0.4kg/s，其平均潜热为 1048kJ/kg，饱和温度约为 78℃，蒸气走管外，其冷凝传热系数为 3000W/m2.℃。

设计冷却水的进出口温度分别为 25℃，35℃，其平均比热容为 4.174kJ/kg.℃，密度为 996kg/m3，粘度为 8×10- 4Pas，导热系数 0.62W/m.℃。

①求冷却水的用量；②某厂提供参数相同但管程不同的两种列管冷凝器，一种型号为单管程，另一种为双管程，列管数 100 根，管长 1.2m,管径Φ23×1.5，计算确定是否两种型号冷凝器均能完成冷凝任务。

（注：管壁热阻及污垢热阻均可忽略不计）四．（18 分）一单壳程单管程列管换热器，管束由长 3m，直径为φ25×2.5mm 的钢管组成。

苯在换热器管内流动，流量为 1.5kg⋅s-1，由 80℃冷却到 30℃。

冷却水在管外和苯呈逆流流动。

水进口温度为 20℃，出口温度为 50℃。

已知水侧和苯侧的对流表面传热系数分别为 1700W⋅m-2⋅℃-1和 900 W⋅m-2⋅℃-1，苯的平均比定压热容为1.9kJ⋅kg-1⋅℃-1，钢的热传导系数为 45 W⋅m-1⋅℃-1，污垢热阻和换热器的热损失忽略不计。

试求：1）所需的传热速率多大？2）传热平均温差多大？3）该操作条件下换热器的总传热系数多大？4）该列管换热器换热管子数为多少？五、（25 分）某生产过程需要将440kg/h 的常压空气从20℃加热到95℃，为完成该传热任务，现选用一台单程列管式换热器，所用的换热器尺寸如下：管子规格为φ25mm×2.5mm 的钢管，管长为 1.5m，管子数为38 根。

壳程采用115℃的饱和水蒸汽加热。

已知空气的物性数据为：Cp=1kJ/（kg·K）;λ=0.029W/（m·K）; μ=0.02cp试求：（1）通过计算说明该换热器是否能满足生产要求?（2）如使用此换热器时空气的实际出口温度为多少？（3）若要求空气的出口温度能达到95℃，则该换热器在结构和操作上应采取什么措施？(用计算等说明)（受锅炉压力所限，蒸汽温度不能再提高）注：①计算中可忽略管壁及污垢热阻，热损失也忽略不计，②可忽略空气物性随温度的变化。

化工基础C-热量传递过程3-3（共12题）一、计算题( 共12题125分)1. 15 分(3762)T3762在列管式换热器中, 用饱和水蒸气加热水。

列管内为湍流流动的水, 列管外为蒸气冷凝。

列管由φ25 mm×2.5 mm钢管组成。

当水流速为1.0 m·s-1, 测得总传热系数K为2.20×103 W·m-2·K-1。

当其它条件不变, 水的流速为1.5 m·s-1时, 测得K为2.70×103 W·m-2·K-1。

若污垢层热阻略而不计, 试求蒸气冷凝一侧的传热膜系数。

(钢管的导热系数λ=45 W·m-1·K-1)2. 5 分(3763)T3763在列管换热器中用水冷却油。

冷却水在φ19 mm×2 mm的列管内流动, 并已知列管内冷却水一侧传热膜系数α1=3.50×103 W·m-2·K-1。

热油在列管外壳程流动, 列管外热油一侧传热膜系数α2= 2.60×102 W·m-2·K-1。

列管内外壁都有污垢, 水侧污垢层的热阻R s,1=3.2×10-4 m2·K·W-1, 油侧污垢层的热阻R s,2=1.08×10-4 m2·K·W-1。

管壁的导热系数λ=45.0 W·m-1·K-1。

试求:(1)总传热系数;(2)污垢层热阻占总热阻的百分率。

3. 10 分(3764)T3764在一传热面积为300 m2的单程列管换热器中, 300 ℃的原料气流过壳方被加热到430 ℃, 反应后550 ℃的热气体作为加热介质在管方流动。

冷热两种气体呈逆流流动, 流量均为1.00×104 kg·h-1, 平均比定压热容均为1.05 kJ·kg-1·K-1。

化工原理考试试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 化工生产中常用的传热方式不包括以下哪一项？A. 热传导B. 热对流C. 热辐射D. 热交换答案：D2. 在化工生产中，下列哪种设备主要用于分离液体和固体混合物？A. 离心泵B. 过滤器C. 换热器D. 蒸发器答案：B3. 以下哪种现象不是属于质量传递过程？A. 扩散B. 渗透C. 蒸发D. 蒸馏答案：D4. 化工原理中的“三传一反”指的是哪三个传递过程和一个反应过程？A. 热传递、质量传递、动量传递和化学反应B. 热传递、质量传递、动量传递和物理反应C. 热传递、质量传递、动量传递和化学吸收D. 热传递、质量传递、动量传递和物理吸收答案：A5. 根据牛顿冷却定律，物体表面温度与周围环境温度差越大，冷却速率越？A. 快B. 慢C. 不变D. 无法确定答案：A6. 在化工生产中，以下哪种情况下的传热系数最大？A. 气体对气体B. 气体对液体C. 液体对液体D. 固体对固体答案：B7. 化工原理中，以下哪种设备不属于传质设备？A. 塔器B. 反应器C. 换热器D. 干燥器答案：C8. 根据菲克定律，质量传递的速率与浓度梯度的？A. 成正比B. 成反比C. 成二次方关系D. 无关答案：A9. 在化工生产中，以下哪种情况下的流体流动属于湍流？A. 雷诺数小于2000B. 雷诺数大于4000C. 雷诺数等于2000D. 雷诺数在2000到4000之间答案：B10. 化工原理中，以下哪种设备用于实现两相流动的分离？A. 泵B. 搅拌器C. 分离器D. 压缩机答案：C二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述化工生产中常见的三种传热方式及其特点。

答案：化工生产中常见的三种传热方式包括热传导、热对流和热辐射。

热传导是指热量通过物体内部分子振动和自由电子运动传递的过程，通常发生在固体中；热对流是指流体中温度不同的各部分之间通过宏观的流体运动传递热量的过程；热辐射是指物体因温度产生的电磁波辐射，可以在真空中进行热量传递。

【2005，中国石油大学（华东），计算题3】现有两台单壳程单管程的传热面积均为i A =20m 2的列管式空气加热器，每台加热器均由64根φ57×3.5mm 钢管组成，壳程为170℃的饱和水蒸气冷凝（冷凝潜热为2054kJ/kg ），空气入口温度t 1=30℃，流量为2.5kg/s ，以湍流方式通过管内。

（该传热过程的控制热阻在空气侧）。

（1）若两台换热器并联使用，通过每台换热器的空气流量均等，此时空气的对流传热系数为38W/(m 2·K)，求空气的出口温度t 2及水蒸气的总冷凝量为多少？（2）若两台换热器串联使用，问此时空气的出口温度t 2′及水蒸气的总冷凝量为多少？假设空气的物性不随温度及压力而变化，视为常数，c p =1kJ/(kg ·K)。

忽略热损失。

解：（1）由题意，两台换热器并联使用时，,2i i A A =并； 传热过程的控制热阻在空气侧，则i i K α≈； 由12T T t t →→，列式得，2121,12()()ln i i t t Q K A mCp t t T t T t -==---并代数计算得到， 293.78t =℃ 由21()Q m m C p t t γ==-水得，21()0.078/279.46/mCp t t m kg s kg h γ-===水（2）由题意，两台换热器串联联使用时，'2u u =；0.82'''()66.16/()i i i u K W m K u αα≈==⋅本题涉及到换热器选用的串并联问题，需要注意，串并联时传热面积和流速发生的变化，以及对传热结果带来的影响。

另外，热流体只放出冷凝潜热时，温度恒定为T ，这也是解题的一个突破口。

由212112(')'2(')ln 'i it t Q K A mCp t t T t T t -==---得，2121.43t =℃由21'(')Q m m C p t t γ==-水得，21(')0.111/400.62/mCp t t m kg s kg hγ-===水【2006，中国石油大学（华东），计算题3】某车间需将流率为30m 3/h 、浓度为10％的NaOH 水溶液由20℃预热至60℃，溶液走管程，然后加热压强为19.62kPa （表压）的反应器内，其流程如图所示。

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（ ）。

第四章 传热热传导【4-1】有一加热器，为了减少热损失，在加热器的平壁外表面，包一层热导率为0.16W/(m·℃)、厚度为300mm 的绝热材料。

已测得绝热层外表面温度为30℃，另测得距加热器平壁外表面250mm 处的温度为75℃，如习题4-1附图所示。

试求加热器平壁外表面温度。

解 2375℃, 30℃t t ==计算加热器平壁外表面温度1t ，./()W m λ=⋅016℃ (1757530)025*********t --=..14502575300005t =⨯+=℃ 【4-2】有一冷藏室，其保冷壁是由30mm 厚的软木做成的。

软木的热导率λ=0.043 W/(m·℃)。

若外表面温度为28℃，内表面温度为3℃，试计算单位表面积的冷量损失。

解 已知.(),.123℃,　28℃,　=0043／℃　003t t W m b m λ==⋅=， 则单位表面积的冷量损失为【4-3】用平板法测定材料的热导率，平板状材料的一侧用电热器加热，另一侧用冷水冷却，同时在板的两侧均用热电偶测量其表面温度。

若所测固体的表面积为0.02m 2，材料的厚度为0.02m 。

现测得电流表的读数为2.8A ，伏特计的读数为140V ，两侧温度分别为280℃和100℃，试计算该材料的热导率。

解 根据已知做图热传导的热量 .28140392Q I V W =⋅=⨯=.().()12392002002280100Qb A t t λ⨯==-- 【4-4】燃烧炉的平壁由下列三层材料构成：耐火砖层，热导率λ=1.05W/(m·℃)，厚度230b mm =；绝热砖层，热导率λ=0.151W/(m·℃)；普通砖层，热导率λ=0.93W/(m·℃)。

耐火砖层内侧壁面温度为1000℃，绝热砖的耐热温度为940℃，普通砖的耐热温度为130℃。

(1) 根据砖的耐热温度确定砖与砖接触面的温度，然后计算绝热砖层厚度。

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 28 C ，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 550W2降至 6.15Wm 2。

m第三，在使用保温瓶时，瓶盖选用导热系数很小的软木制作，而且在灌水时还要在瓶颈处留出一段空气的导热系数比水在小得多，从而有效地降低了瓶口的导热热损失。

（ 2）计算蒸气在水平管外冷凝的凯恩（Kern ）公式为： a 0.725(3? 2? g?r ) 。

试定性说明各种因素对冷凝给热系数a?d 0 ? t的影响。

答：应当指出，冷凝给热的热阻是凝液造成的，因此式中各物性常数都是凝液的物性，而非蒸气的物性。

当大时，液膜导热性能良好， a 自然就大；大，液膜容易从壁面上往下滑，同样使a 增大，潜热 r 大， a 也大。

相反，若蒸气温度和壁温之间的温差 t 大，则意味着单位时间内凝液量增多，凝液膜增厚，这反而不利于传热，因此a 会变小；当粘度增大时，因流动阻力增大，液膜增厚， a 必然减小；至于水平管的直径d 大了，会使管子下部液膜加厚，同样不利于传热， a 也要变小。

将上面定性分析结果与凯恩公式对照后可以发现：二者是完全一致的． （ 3）换热器的热负荷与传热速率有何不同？答：冷、热流体在单位时间内在换器中所交换的热量，称为换热器的热负荷．它是针对换热任务的需要提出的，是生产上要求换热器应具有的换热能力，热负荷可根据生产中物流量、进出口温度及状态变化求化求出。

而传热速率则是指换热器本身在一定操作条件下所具有的传递热量的能力，是换热器本身的特性，二者是不相同的。

容易混淆的是，实际生产中设计或标定换热器时，常把传热速率与热负荷视为相等，一般都是通过热负荷的计算，求得换热器应具有的传热速率，再依据传热基本方程求出所需换热器的传热面积，尽管二者在数值上常视为相等，但就其本质讲，含义是完全不同的。

化工原理第三版传热习题IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】传热一、填空(1) 在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于侧的对流传热系数，而壁温接近于侧流体的温度值。

(2) 热传导的基本定律是。

间壁换热器中总传热系数K的数值接近于热阻（大、小）一侧的值。

间壁换热器管壁温度t W接近于值（大、小）一侧的流体温度。

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（大、小），其两侧的温差愈（大、小）。

(3)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大，则该壁面的热阻愈，其两侧的温差愈。

(4)在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在，减少热阻的最有效措施是。

(5) 消除列管式换热器温差应力常用的方法有三种，即在壳体上加膨胀节、采用浮头式或 U管式结构；翅片管换热器安装翅片的目的是增加面积，增强流体的湍动程度以提高传热系数。

(6) 厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知b1>b2>b3，导热系数1<2<3，在稳定传热过程中，各层的热阻，各层导热速率。

(7) 物体辐射能力的大小与成正比，还与成正比。

(8) 写出三种循环型蒸发器的名称中央循环管式、悬筐式、外加热式。

(9) 在大容积沸腾时液体沸腾曲线包括、和三个阶段。

实际操作应控制在。

在这一阶段内，传热系数随着温度差的增加而。

(10) 传热的基本方式有、和三种。

热传导的基本定律是其表达式为。

(11) 水在管内作湍流流动，若使流速提高到原来的2倍，则其对流传热系数约为原来的倍；管径改为原来的1/2而流量相同，则其对流传热系数约为原来的倍。

（设条件改变后仍在湍流范围）(12) 导热系数的单位为，对流传热系数的单位为，总传热系数的单位为。

二、选择1 已知当温度为T时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度＿＿耐火砖的黑度。

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 d 2u 常数 当管径增大时，a. u l/d 2 , u 0-8/d 0'2 1/d 1'8综合以上结果， 根据m 5 t 2 tl KA t m 对于该系统KA_b L_A L T t 2mc p J t 2 ln — 则T t 2A-ln T• t 2b. d增大时，a增大，dA 1/d1'8，管径增加，A下降KA At m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：N u O.O23Re0.8Pr n，即物性一定时，u^/d。

.2。

根据连续性方程，流量不变时，V匸"J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K5、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（）。

【大连理工大学，2003，四】有一单管程列管换热器，传热面积为40m 2(按外表面积计)，共有25 2.5mm mm φ⨯的传热管86根，现用该换热器以循环水冷却流量为28000kg/h 的石油产品，石油产品走壳程，循环水走管程，两流体逆流换热。

实际测得石油产品的进、出口温度分别为90℃和50℃，冷却水的进、出口温度分别是25℃和40℃，已知石油产品的比热容为2.8KJ/kg ，水的有关物性分别为：密度3=995kg/m ρ 粘度-3=0.810Pa s μ⨯⋅ 比热Cp=4.17kJ/(kg K)⋅ 导热系数=0.618W/(m K)λ⋅ 试求： 1、冷却水用量2、该换热器总换热系数3、管程和壳程的传热膜系数（又称表面传热系数）（可忽略两侧的污垢热阻）4、由于污垢积累，石油产品的出口温度升高，为使石油产品出口温度仍为50℃，需增加冷却水量使得冷却水出口温度为35℃时，石油产品出口温度达到50℃，估算两侧污垢热阻之和为多少（各物性数据可视为不变，忽略管壁热阻）。

解：1、由题意：22211112()()Q m Cp t t m Cp T T =-=- 解得 250136/13.93/m kg h kg s ==2、由1得，51112()8.7110Q KA t m Cp T T =∆=-=⨯12211221()()36.1lnT t T t t C T t T t ---∆==︒--解得()2603.2/K W m K =⋅ 3、流速 ()2213.93/9950.52/0.028644i V u m s d n ππ=== 30.020.52995Re 129350.810i d u ρμ-⨯⨯===⨯ 4.170.8Pr 5.40.618p C μλ⨯===()()0.80.40.80.420.023Re Pr 0.6180.02312935 5.40.022716.8/i id W m K λα==⨯⨯⨯=⋅ 由11o O O i id K d αα=+得 ()2834.9/O W m K α=⋅4、12211221(')()'38.04'lnT t T t t C T t T t ---∆==︒--由1112()Q KA t m Cp T T =∆=-得()2'572.42/K W m K =⋅52118.910/'so R m K W K K-=-=⨯⋅ 【大连理工大学，2004，四】某厂内有一台单管程列管换热器，欲用120℃的饱和蒸汽将某种水溶液进行加热，水溶液走管程。

传热一、填空(1) 在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于侧的对流传热系数，而壁温接近于侧流体的温度值。

(2) 热传导的基本定律是。

间壁换热器中总传热系数K的数值接近于热阻（大、小）一侧的α值。

间壁换热器管壁温度tW接近于α值（大、小）一侧的流体温度。

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（大、小），其两侧的温差愈（大、小）。

(3)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大，则该壁面的热阻愈，其两侧的温差愈。

(4)在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在，减少热阻的最有效措施是。

(5) 消除列管式换热器温差应力常用的方法有三种，即在壳体上加膨胀节、采用浮头式或 U管式结构；翅片管换热器安装翅片的目的是增加面积，增强流体的湍动程度以提高传热系数。

(6) 厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知b1>b2>b3，导热系数λ1<λ2<λ3，在稳定传热过程中，各层的热阻，各层导热速率。

(7) 物体辐射能力的大小与成正比，还与成正比。

(8) 写出三种循环型蒸发器的名称中央循环管式、悬筐式、外加热式。

(9) 在大容积沸腾时液体沸腾曲线包括、和三个阶段。

实际操作应控制在。

在这一阶段内，传热系数随着温度差的增加而。

(10) 传热的基本方式有、和三种。

热传导的基本定律是⎽⎽⎽⎽其表达式为⎽⎽⎽⎽⎽。

(11) 水在管内作湍流流动，若使流速提高到原来的2倍，则其对流传热系数约为原来的倍；管径改为原来的1/2而流量相同，则其对流传热系数约为原来的倍。

（设条件改变后仍在湍流范围）(12) 导热系数的单位为，对流传热系数的单位为，总传热系数的单位为。

二、选择1 已知当温度为T时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度＿＿耐火砖的黑度。

A 大于B 等于C 不能确定D 小于2 某一套管换热器，管间用饱和水蒸气加热管内空气（空气在管内作湍流流动），使空气温度由20℃升至80℃，现需空气流量增加为原来的2倍，若要保持空气进出口温度不变，则此时的传热温差应为原来的倍。

天津大学研究生院二0 0一年招收硕士生入学试题题号：考试科目：化工原理（含化工原理实验）页数：一、选择与填空（20%）1、用离心泵将某贮槽A内的液体输送到一常压设备B，若设备B变为高压设备，则泵的输液量，轴功率。

2、球形颗粒的自由沉降过程包括加速运动和等速运动两个阶段，沉降速度是指阶段中的颗粒相对于流体的运动速度。

3、通过三层平壁的定态热传导过程，各层界面接触均匀，第一层两侧面温度分别为120℃和80℃，第三层外表面温度为40℃，则第一层热阻R1与第二、三层热阻R2、R3的大小关系为。

A、R1＞(R2+ R3)B、R1＜(R2+ R3)C、R1＝(R2+ R3)D、无法确定4、某二元物系，相对挥发度α=2.5，对n、n-1两层理论板，在全回流条件下，已知xn=0.35，则yn-1= 。

5、在吸收操作中，若c*－c ≈ci－c，则该过程为。

A、液膜控制B、气膜控制C、双膜控制D、不能确定6、分配系数kA增加，则选择性系数β。

A、减小B、不变C、增加D、不确定7、在填料塔的Δp/z—u曲线图上，有和两个折点，该两个折点将曲线分为三个区，它们分别是、、。

8、采用一定状态的空气干燥某湿物料，不能通过干燥除去。

A、结合水分B、非结合水分C、自由水分D、平衡水分二、如图所示(附件)，用离心泵将储槽A中的液体输送到高位槽B（两个槽位敞开），两槽液面保持恒定，两液面的高度差为12m，管路内径为38mm，管路总长度为50m（包括管件、阀门、流量计的当量长度）。

管路上安装一孔板流量计，孔板的孔径为20mm，流量系数C0为0.63，U管压差计读数R为540mm，指示液为汞（汞的密度为13600kg/m3）。

操作条件下液体密度为1260kg/m3，粘度为1×10-3Pa·s。

若泵的效率为60%，试求泵的轴功率，kW。

摩擦系数可按下式计算：滞流时，λ= 64/Re湍流时，λ= 0.3164/Re0.25 （13％）三、在一定条件下恒压过滤某悬浮液，实际测得K=5×10-5m2/s，Ve=0.5m3。