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传热学试题（附答案）一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、在选择离心通风机时根据( )A、实际风量、实际风压B、实际风量、标准风压C、标准风量、实际风压D、标准风量、标准风压正确答案：B2、与平推流反应器比较，进行同样的反应过程，全混流反应器所需要的有效体积要( )A、大B、无法确定C、相同D、小正确答案：A3、某单程列管式换热器，水走管程呈湍流流动，为满足扩大生产需要，保持水的进口温度不变的条件下，将用水量增大一倍，则水的对流传热膜系数为改变前的( )A、1.149倍B、2倍C、不变D、1.74倍正确答案：D4、氯乙烯聚合只能通过( )A、阳离子聚合B、配位聚合C、自由基聚合D、阴离子聚合正确答案：C5、用离心泵向高压容器输送液体，现将高压容器改为常压容器，其它条件不变，则该泵输送液体流量( )，轴功率（）。
A、不确定、不变B、增加、增加C、减小D、增加正确答案：B6、列管换热器中下列流体宜走壳程的是( )A、腐蚀性的流体B、压力高的流体C、被冷却的流体D、不洁净或易结垢的流体正确答案：C7、某并流操作的间壁式换热气中，热流体的进出口温度为90℃和50℃，冷流体的进出口温度为20℃和40℃，此时传热平均温度差△tm=( )。
A、40℃B、30.8℃C、39.2℃正确答案：B8、工业上甲醇氧化生产甲醛所用的反应器为( )A、釜式反应器B、具换热式固定床反应器C、流化床反应器D、绝热式固定床反应器正确答案：D9、离心泵最常用的调节方法是 ( )A、安装回流支路，改变循环量的大小B、改变出口管路中阀门开度C、改变吸入管路中阀门开度D、车削离心泵的叶轮正确答案：B10、当壳体和管速之间温度大于50℃时，考虑热补偿，列管换热器应选用( )A、固定管板式B、套管式C、浮头式正确答案：C11、下面关于裂解气分离流程说法正确的是( )A、一套乙烯装置分离收率和分离流程顺序关系很大，顺序分离流程和前脱乙烷流程、前脱丙烷流程相比乙烯收率最高。
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。
【2-1】一食品冷藏室由内层为19 mm 厚的松木，中层为软木层，外层为51 mm 厚的混凝土所组成。
内壁面温度为-17.8 ℃,混凝土外壁面温度为29.4 ℃。
松木、软木和混凝土的平均热导率分别为0.151,0.043 3,0.762 W/(m ·K )，要求该冷藏室的热损失为15W/m 2。
求所需软木的厚度及松木和软木接触面处的温度。
解：三层平壁的导热。
1）所需软木的厚度2b由 ∑=-=3141i ii b T T q λ 得 151.0019.00433.0762.0051.08.174.29152+++=b 解得： m b 128.02=2）松木和软木接触面处的温度3T由 151.0019.08.17153+==T q 解得：9.153-=T ℃解题要点：多层平壁热传导的应用。
【2-2】为减少热损失，在外径为150 mm 的饱和蒸汽管道外加有保温层。
已知保温材料的热导率λ=0.103+0.000 198 T(式中T 为℃),蒸汽管外壁温度为180 ℃,要求保温层外壁温度不超过50 ℃,每米管道由于热损失而造成蒸汽冷凝的量控制在1×10-4 kg/(m ·s)以下,问保温层厚度应为多少?(计算时可假定蒸汽在180 ℃下冷凝)。
解：保温层平均热导率为： )./(126.02501801098.1103.04K m W =+⨯⨯+=-λ 由于本题已知的是蒸汽管道外壁面温度，即保温层内壁面温度，故为一层导热。
由 )()(21221r r Ln T T L Q -=λπ 得： )()(21221r r Ln T T L Q -=πλ （1）式中：m W L Wr L Q /9.2011103.201910134=⨯⨯⨯==- 将其及其它已知数据代入式（1）得：)075.0()50180(126.029.2012r Ln -⨯⨯=π 解得：m r 125.02=mm m 5005.0075.0125.0==-=∴δ壁厚解题要点：单层圆筒壁热传导的应用。
传热学习题答案1-9 一砖墙的表面积为122m ，厚为260mm ，平均导热系数为1.5W/（m.K ）。
设面向室内的表面温度为25℃，而外表面温度为-5℃，试确定次砖墙向外界散失的热量。
解：根据傅立叶定律有：WtA9.207626.05)(25125.1=--⨯⨯=∆=Φδλ1-11 夏天，阳光照耀在一厚度为40mm 的用层压板制成的木门外表面上，用热流计测得木门内表面热流密度为15W/m 2。
外变面温度为40℃，内表面温度为30℃。
试估算此木门在厚度方向上的导热系数。
解：δλtq ∆=，)./(06.0304004.015K m W t q =-⨯=∆=δλ1-12 在一次测定空气横向流过单根圆管的对流换热实验中，得到下列数据：管壁平均温度t w =69℃，空气温度t f =20℃，管子外径 d=14mm ，加热段长 80mm ，输入加热段的功率8.5w ，如果全部热量通过对流换热传给空气，试问此时的对流换热表面传热系数多大？ 解：根据牛顿冷却公式()f w t t rlh q -=π2所以()f w t t d qh -=π＝49.33W/(m 2.k) 1-14 一长宽各为10mm 的等温集成电路芯片安装在一块地板上，温度为20℃的空气在风扇作用下冷却芯片。
芯片最高允许温度为85℃，芯片与冷却气流间的表面传热系数为175 W/(m 2.K)。
试确定在不考虑辐射时芯片最大允许功率时多少？芯片顶面高出底板的高度为1mm 。
解：()()[]⨯⨯⨯+⨯⨯=∆=Φ001.001.0401.001.0./1752max K m W t hA (85℃-20℃) ＝1.5925W1-15 用均匀的绕在圆管外表面上的电阻带作加热元件，以进行管内流体对流换热的实验，如附图所示。
用功率表测得外表面加热的热流密度为3500W/2m ；用热电偶测得某一截面上的空气温度为45℃，内管壁温度为80℃。
设热量沿径向传递，外表面绝热良好，试计算所讨论截面上的局部表面传热系数。
1、用简捷方法确定附图中的角系数X 12。
2、一直径为4cm 的小铜球，初始温度为500℃，突然放置于10℃的空气中，假设铜球表面与周围环境的对流换热系数为30W/(m 2.K)，试计算铜球冷却到200℃所需要的时间。
已知铜球的比热c p =0.377KJ/(Kg.K)，ρ=8440Kg/m 3，λ=109W/(m.K)。
3、水以1.5m /s 的速度流过内径为25mm 的加热管。
管的内壁温度保持100℃，水的进口温度为15℃。
若要使水的出口温度达到85℃，求单位管长换热量（不考虑修正）。
已知50℃的水λf =0.648 W/(m.K)，νf =0.566×10-6m 2/s ，Pr =3.54解答1、（1）11,21,222,11==X X A X A ，则5.02/4221,2122,1===R R X A A X ππ （2）同上125.02/44/221,2122,1===R R X A A X ππ 2、首先检验是否可以采用集总参数法。
()M A V h Bi v 1.000183.01093/02.030/<=⨯==λ（其中M=1/3） 可以采用集总参数法，)/1(1014.143/02.0437*******.0430433s V c hA P -⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=ππρ ()τ⨯⨯-=--=---∞∞401014.14ex p 1050010200t t t t 可得：hour s 186.0670==τ3、定性温度50285152=+=+=out in f t t t （℃） 446101074.610556.0025.05.1Re >⨯=⨯⨯==-f f v ud 流动为紊流。
3.278Pr Re 023.04.08.0==f f Nu则单位管长换热量()()28311501007213025.014.3=-⨯⨯⨯=-=f w l t t dh q π（W/m ）。
化工原理习题及答案第五章传热姓名____________班级____________学号_____________成绩______________一、填空题：1.（6分）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500℃, 而环境温度为20℃, 采用某隔热材料,其厚度为240mm,λ=,此时单位面积的热损失为_______。
(注:大型容器可视为平壁)***答案*** 1140w2.（6分）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500℃, 而环境温度为20℃, 采用某隔热材料,其厚度为120mm, λ=,此时单位面积的热损失为_______。
(注:大型容器可视为平壁)***答案*** 1000w3.（6分）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=,则其厚度不低于_______。
(注:大型容器可视为平壁)***答案*** 91mm4.（6分）某间壁换热器中,流体被加热时,圆形直管内湍流的传热系数表达式为___________________.当管内水的流速为,计算得到管壁对水的传热系数α=2.61(kw.m.K).若水的其它物性不变,仅改变水在管内的流速,当流速为,此时传热系数α=_____________.***答案*** α=0.023(λ/d)Re Prα=3.81(kw.m.K)5.（6分）某间壁换热器中,流体被加热时,圆形管内湍流的传热系数表达式为_____________________.当管内水的流速为,计算得到管壁对水的传热系数α=2.61(kw.m.K).若水的其它物性不变,仅改变水在管内的流速,当流速为,此时传热系数α=________________.***答案*** α=0.023(λ/d)Re Prα=5.26(kw.m.K)6.（3分）牛顿冷却定律的表达式为_________，给热系数（或对流传热系数）α的单位是_______。
传热学习题（含参考答案）一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、某厂已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℃流体需加热到80℃，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℃的热流体B、200℃的蒸汽C、300℃的蒸汽D、400℃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，聚合釜压力会( )。
A、不变B、增加至10kg/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、环氧乙烷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( )。
第四章 传热习题答案4-1一炉壁由三层不同材料组成，第一层为耐火砖，导热系数为1.7 W/(m·℃)，允许最高温度为1450℃，第二层为绝热砖，导热系数为0.35 W/(m·℃)，允许最高温度为1100℃，第三层为铁板，导热系数为40.7W/(m·℃)，其厚度为6mm ，炉壁内表面温度为1350℃，外表面温度为220℃。
在稳定状态下通过炉壁的热通量为4652 W/m 2，试问各层应该多厚时才能使壁的总厚度最小？解：当绝热材料达到最高允许温度时，总壁厚为最小btq ∆=λ，q t b ∆=λ()mm m b 1920.09136/4652110013501.7==-⨯= 0.006/40.70.35/22011004652+-=2bmm m b 2660.066==因第二层绝热砖已达到最高温度，故第一层耐火砖的厚度不可再小，所以现在所得总厚为其最小厚度：mm b b b 32116466692min =++=++=δ4-2一根直径为φ60mm×3mm 的铝铜合金钢管，导热系数为45 W/(m·℃)。
用30mm 厚的软木包扎，其外又用30mm 厚的保温灰包扎作为绝热层。
现测得钢管内壁面温度为-110℃，绝热层外表面温度10℃。
求每米管每小时散失的冷量。
如将两层绝热材料位置互换，假设互换后管内壁温度及最外保温层表面温度不变，则传热量为多少？已知软木和保温灰的导热系数分别为0.043和0.07W/（m·℃)。
解：()()mW 34.4m W 3060/2303060/2ln 0.07160/23060/2ln 0.0431/2326060/2ln 451101103.142ln ln ln -=++++++⨯---⨯⨯=++-=34323212141r r 21r r 21r r 21t t L Q πλπλπλ两层互换位置后，热损失为()()mW 39m W 3060/2303060/2ln 0.043160/23060/2ln 0.071/2326060/2ln 451101103.142ln 2ln 2ln 2-=++++++⨯---⨯⨯=++-=34323212141r r 1r r 1r r 1t t L Q πλπλπλ4-3一炉壁面由225mm 厚的耐火砖，120mm 厚的绝热转及225mm 厚的建筑转所组成。
传热计算题1.在一内径为0.25cm的管轴心位置上，穿一直径为 0.005cm的细导线，用以测定气体的导热系数。
当导线以0.5A 的电流时，产生的电压降为0.12V/cm，测得导线温度为167℃，空心管内壁温度为150℃。
试求充入管内的气体的导热系数试分析仪器精度以外造成结果误差的客观原因。
2．有两个铜质薄球壳，内球壳外径为0。
015m，外球壳内径为 0.1m，两球壳间装入一种其导热系数待测的粉粒料。
内球用电加热，输入功率为 50w，热量稳定地传向外球，然后散发到周围大气中。
两球壁上都装有热电偶，侧得内球壳的平均温度为120℃，外求壳的平均温度为50℃，周围大气环境温度为20℃；设粉粒料与球壁贴合，试求：（1）待测材料的导热系数（2）外球壁对周围大气的传热系数3．有一面积为10cm2带有保护套的热电偶插入一输送空气的长管内，用来测量空气的温度。
已知热电偶的温度读数为300℃，输气管的壁温为 200℃，空气对保护套的对流传热系数为60w/m2.k，该保护套的黑度为 0.8，试估算由于辐射造成的气体温度测量误差。
并叙述减小测量误差的途径。
已知 Stefan-Bohzman常数σ=5.67×10-9w/m2k 。
4．用两个结构尺寸相同的列管换热器按并联方式加热某中料液。
换热器的管束由32根长 3m 的Ф25×3mm 的钢管组成。
壳程为120℃的饱和蒸汽。
料液总流量为20m3/h，按相等流量分配到两个换热器中作湍流流动，由 25℃加热到 80℃。
蒸汽冷凝对流传热系数为8Kw/m2.℃，管壁及污垢热阻可不记，热损失为零，料液比热为 4.1KJ/kg.℃，密度为 1000kg/m3。
试求：（1）管壁对料液的对流传热系数（2）料液总流量不变，将两个换热器串联，料液加热程度有何变化？（3）此时蒸汽用量有无变化？若有变化为原来的多少倍？（两者情况下蒸汽侧对流传热系数和料液物性不变）5．某厂现有两台单壳程单管程的列管式空气加热器，每台传热面积为A0=20m2（管外面积），均由128根Ф25×2.5mm的钢管组成。
壳程为 170℃的饱和水蒸汽冷凝（冷凝潜热为r=2054KJ/kg），凝液不过冷。
空气走管程，其入口温度t1=30℃，流量为4500kg/h 假定空气的物性参数不随温度、压力变化，可视为常数，分别为C P=1.005KJ/Kg.K，ρ=1.06Kg/m3，μ=20.1×10-3cp ,λ=0.029w/m.k。
热损失可略，管内湍流时空气的对流给热系数可用下式计算： N u=0.02R e0.8。
（1）若两台换热器并联使用，通过两台换热器的空气流量均等，试求空气的出口温度t2(℃)及水蒸汽的总冷凝量 m1(kg/h)（2）若两台改为串联使用，试求此时空气的出口温度t2(℃)及水蒸汽的总冷凝量m1(kg/h)。
（3）试比较并联及串联时传热效率的大小，并求两种方式下总传热能力的比值 Q串/ Q并。
6．现有两台单壳程单管程的传热面积均为20m2的列管式空气加热器，每台加热器均由64根Ф57×3.5mm钢管组成，壳程为170℃的饱和水蒸汽，空气入口温度为30℃，流量为2.5kg/s ，以湍流方式通过管内。
（1）若两台换热器并联使用，通过两台换热器的空气流量均等，此时空气的对流传热系数为38w/m2℃，求空气的出口温度t2(℃)（2）若两台改为串联使用，问此时空气的出口温度t2(℃)为多少？（设空气物性不随温度压力而变，C p=1 KJ/kg℃ ,热损失为零）7．有一套管换热器，并流操作时，冷流体进出口温度分别为25℃和 70℃，热流体进出口温度分别为 150℃和100℃，若两中流体流量和进口温度均不变，改为逆流操作，试计算逆流时热流体的出口温度，计算中可视C P和K为常数。
8．在一套管冷凝器中，用130℃的饱和蒸汽将乙醇水溶液从 25℃加热到 80℃。
换热器内有效传热长度 4m ，规格Ф25×2.5mm，乙醇水溶液在管内湍流流动，水蒸汽在环隙内冷凝为同温度的饱和水。
已知基于内管外表面的总传热系数为 K0=1100w/m2K，内管内侧给热系数为 1600w/m2K,钢的导热系数为 45W/mK，在操作条件下，垢层热阻及热损失不计。
（1）试求蒸汽冷凝给热系数，并计算内管外壁的平均温度（2）操作中管内乙醇水溶液流量增加 20℅，而乙醇水溶液入口温度，蒸汽温度和蒸汽侧冷凝给热系数均不变，试求管内乙醇水溶液的出口温度。
（忽略乙醇水溶液物性变化）9．一套管换热器用 133℃的饱和水蒸汽将管内的氯苯从 33℃加热到 73℃，氯苯流量为5500Kg/h。
现因某种原因，氯苯流量减少到 3300Kg/h，但其进出口温度维持不变，试问此时饱和蒸汽温度应为多少才能满足要求？此时饱和水蒸汽冷凝量为原工况的百分之几？（设两种工况下的蒸汽冷凝热阻，管壁热阻，垢层热阻及热损失均可略，且氯苯在管内作湍流流动，忽略两工况下蒸汽汽化潜热的变化）10．用一列管式换热器将某一液态物料从130℃冷却到 70℃，冷却水走管程，进口温度15℃，出口温度 75℃，为了利用厂内的循环水，水进口温度变为 30℃，物料的流量，进出口温度皆维持不变，问冷却水用量有什么变化？已知换热器壳程中的对流传热系数比管程中水的对流传热系数小得多，冷热流体为逆流流动。
采用循环水后的平均推动力可用算术平均值计算。
11．为回收高温气体B中的热量，采用如图流程气体 B 先与循环水传热，使其水温升高，然后再与低温气体A传热，使气体 A的温度升高。
实际操作结果表明：当保持气体 A， B 的流量及其进口温度不变，而增大循环水量，则循环水的最高温度 t w1将下降。
试分析其原因。
（提示：综合利用传热单元数法和对数平均推动力法）12．如图，流量为0.5Kg/h，温度为 20℃的水 (C p=4.187KJ/kg℃ )流过串联的两个列管换热器，以冷却流量为0.8Kg/h，温度为 120℃的某溶液(C p=2KJ/kgK)，测得该溶液的出口温度为 65℃，现因故使水温降到 6℃，问：若保持其它进口条件不变，则溶液的出口温度变为多少？１２题图13．有一列管式换热器，壳程通以120℃的饱和蒸汽，可将一定流量的气体从 20℃加热到60℃。
若加热蒸汽的压强及气体的进口温度保持不变，气体的出口温度升至 62℃，试求：（1）此时换热器的热流量有何变化？（以原工况热流量的相对比值表示）设气体在管内均以达 R e>104，P R>0.7 ，计算时可忽略垢层热阻，管壁热阻及蒸汽侧的热阻，不考虑气体物性的变化。
（２）气体通过换热器的压降有什么变化（以原工况压降比值表示）？设摩擦系数λ相同，换热器进出口阻力损失不记。
14．有一管程为单程的列管换热器，由φ25×2.5mm长 2.5m的 20根钢管组成。
用 120℃饱和水蒸汽加热某冷流体（冷凝液饱和温度下排出），该冷液体走管内，进口温度为25℃，比热为 1.58KJ/kg℃，流量为 15000kg/h，管外蒸汽的冷凝传热系数为 1.0×104w/m2℃。
管内对流传热的热阻是管外蒸汽冷凝传热热阻的 6倍。
试求：（1）基于管外表面积的总传热系数 K0（2）冷流体的出口温度（换热器的热损失，管壁及两侧污垢热阻均可忽略不计）()()()()()()().,81.229.052.21.490.89410006.126.555.100010001401.494.5940ln6.20802060ln6.5528806.2080ln 6.2028ln/0.894469017191845019.021200111/5.1000469017191845019.021400111/4690023.023.6606.0903.018.41991610903.019017.0785.0017.056.46.2018.456.41402883.25.2019.014.319/56.4202818.46.121406.1260808.136001260Q :14040036001260Q :)1()(20(?))(28)(60)(80)(80T ,:.192222111211121122211212200221000124.08.0320122012212112211正确积需要的面积小于实际面实际面积冷却冷凝冷水冷水液态液态气态示意如下设流动为逆流解m t K Q t K Q S S S CtT t T t T t T t C t T t T t t t C m w K d d d bd K Cm w K d d d bd K Cm w P R d C P ud R CC W Q t t m L d n S skg t t C Q Q W kwkw C t t C t C T C T C m m m m i i m Q i i m N r e ii P r e PC C PC C =+=⨯⨯+⨯⨯=∆+∆=+=︒=---=-----=∆︒=---=---=∆︒=⨯+⨯⨯+='++=︒=⨯+⨯⨯+='++=︒===⨯===⨯⨯⨯⨯⨯==︒=⨯-=-==⨯⨯⨯===-⨯+=-+==-⨯⨯==⨯=︒=←←←←=←︒=︒=→︒=→︒=-αλααλαλαλμμρπ20．一台新的列管换热器，其列管的规格为φ25×2.5mm ，管长 4m ，总管数为 488根，两管程。
用161℃流量为 443m 3/h 的热油将 310m 3/h 的水从 82℃提高到 90℃，以满足热水用户的要求。
水走管程。
已知操作条件下水的物性为：μw =0.3315×10-3P a s,ρw =968Kg/m 3, C p =4.203KJ/kgK ,λw =0.678w/mK 。
热油物性为： ρ0=945kg/m 3, C P0=2.202KJ/kgK, 钢管的导热系数为λ=45w/mK 。
试求： （1）管内传热膜系数（2）开车时该换热器现场指示水的出口温度为 97℃，求该工况下换热器的传热系数及壳程的传热系数（设物性不变，不计热损失）（３）如果运行 2年后，换热器内侧污垢热阻增到 0.0004m 2K/w ，管外污垢热阻增到0.0006m 2K/w 。
若物料流量及入口温度不变，该换热器能否满足生产要求？换热器还有多大裕度？通过计算说明。
(工大98/16)解(1)u=V S /(0.785d i 2n/2)=310/(3600×0.785×0.022×488/2) =1.12m/s()()()()..1408.1424.5483.25.9274.548.30802080ln208.308.3022.120808022.122.12.028806.2080ln 7.05.100052.25.92783.2ln 7.01lnlnln7.0:)2()1()2(:)1(:/5.9277.352517191845019.021400111/7.35250.469075.07.07.0,80)3(11222221221111122122212211111111211221000128.02正确旧工况下新工况下kw Q kw t S K Q Ct C t T T t t T t T t T tT K K S S t T t T t T t T t T t T K K S S t S K t t C W t S K t t C W Cm w K d d d bd K C m w W W C T m m m PC C m PC Ci i m N i i C C≥=⨯⨯='∆'=︒=---='∆︒=--=-'-'='='-'-'=--⨯⨯⨯=--'='-'-''-'-'--'=∆=-'∆'=-''︒='⨯+⨯⨯+='++='︒=⨯=='='︒='αλααα(2)W h C Ph (T 1-T ’2)=W C C PC (t ’2-t 1) T ’2=T 1-W C C PC (t ’2-t 1)/W h C Ph=161-310×4.203×968×(97-82)/443×2.202×945 =140.5℃双管程P=(97-82)/(161-82)=0.2 , R=(161-140.5)/(97-82)=1.37 温度差校正系数可近似取 1 .Q=W C C PC (t ’2-t 1)=310×968×4.203×(97-82)/3600=5255.1kw/m 2k S=n πdL=488×3.14×0.025×4=153m 2K 0=Q/(S Δt m )=5255.1/(153×61.2)=0.56 kw/m 2k(3)使用两年后43105.6103315.002.012.196805.2678.0203.43315.0⨯=⨯⨯⨯===⨯==-μρλμud R C P e P r ()km w P R d re ii 24.08.044.08.0/0.738405.2105.602.0678.0023.0023.0=⨯⨯⨯⨯==λα()()()()Ct T t T t T t T t m ︒=-----=-''--'-'-=∆2.61825.14097161ln825.14097161ln12211221ii m d d d bd K αλα000011++=km kw k m w d d R d d d bd R K i Si i i m S 22000000/34.0/7.33920250004.0200.7384255.2245025.05.20006.06201/11/1==⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯+⨯⨯++=⎪⎪⎭⎫⎝⎛++++='αλαk m kw d d d bd K ii m 200000/62.062.120384.7255.2245025.05.256.0111=⇒=⨯-⨯⨯-=--=ααλα参考开车时情况 ,可认为换热器两端温差之比大于 1小于2,用算术平均值代替对数平均值,温度校正系数仍取1. 由热量衡算知T ’2=T 1-W C C PC (t ’2-t 1)=161-1.37(t ’2-82)------(1)由速率式知:代入已知条件化简得:T ’2=14.5t ’2-1186 ------(2)联立(1)(2)得:T ’2=147.3℃ t ’2=92℃由计算结果看出换热器仍满足生产要求.热流量之比为: Q ’/Q=(92-82)/(90-82)=1.25 说明换热器的换热能力仍有25%的裕度.非定态传热21．一油槽装有一吨热的重油，用冷却水流经装于槽内的盘管式换热器以冷却重油。
