化工原理传热复习题

第四章传热【例4-1】 某平壁厚度b=0.37m ，内表面温度t i =l650 C,外表面温度t 2=300C ，平壁材料 导热系数入=0.815+0.00076t , W/ ( m 「C)。

若将导热系数分别按常量(取平均导热系数) 和变量计算，试求平壁的温度分布关系式和导热热通量。

解： (1)导热系数按常量计算 平壁的平均温度t m 平壁材料的平均导热系数 t l t 2 21650 3°° 975C2 0.815 0.00076 975 1.556 W/ ( m •C)导热热通量为: q - t 1 t 21556 1650 300 5677 W/m 2b 0.37设壁厚x 处的温度为t ,则由式4-6可得 x t1 t丄 qx “uc 5677 t i 1650 x1.556 上式即为平壁的温度分布关系式，表示平壁距离 (2)导热系数按变量计算，由式 4-5得 dt x dt 0 a t 0.815 dx dx 积分 —qdx= b q dx(0.815+0.0076t ) dt t 20.815t1qb 0.815t 2t 10.815 仆 q 1650 0.37 当b=x 时，t 2=t ,代入式 300 5677x 0.8151 整理上式得 2 0.815 t 0.000761650 3649x 0.000761 dtx 和等温表面的温度呈直线关系。

-JX 0.0076t 一 dx 0.00076 t 2122 t2 t10.00076 1650 2 0.37 a ),可得 0.00076 t 22 1650 0.00076(a )3002 165025677x 0.815 16505677 W/m 2咤 165021072 7.41 106 1.49 107x入随t 呈线性变化时单层平壁的温度分布关系式，此时温度分布为曲线。

计算结果表明，将导热系数按常量或变量计算时， 所得的导热通量是相同的,布则不同，前者为直线，后者为曲线。

第六章传热一、填空题1. 冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90 ℃，出口温度为50 ℃，冷水进口温度为15 ℃，出口温度为53 ℃，冷热水的流量相同，且假定冷热水的物性相同，则热损失占传热量的 ________。

2. 100℃的热水在一钢管内流过，钢管暴露在大气中，大气温度为20℃，则钢管壁的温度大约是℃，产生上述答案的理由说明如下：。

3. 圆筒壁总传热系数K与间壁两侧对流传热系数α1，α2以及间壁导热系数λ的关系为_________。

当间壁管规格为φ108×4，导热系数为45W·m-1·K-1时，管内外两侧的对流传热系数分别为8 000 W·m-2·K-1和1200 W·m-2·K-1时，总传热系数K1=_____ W·m-2·K-1，总传热系数K2=_______ W·m-2·K-1。

4．用常压蒸馏塔的塔底重油加热原油。

重油的初始温度为300℃，最终温度为220℃；原油的初始温度为25℃，最终温度为180℃；若采用并流操作，其平均温差为____，若采用逆流操作，其平均温差为_____。

由上述结果可知：当热交换双方流体无相变，且进出口温度不变时，采用___操作的传热平均温差比___操作的传热平均温差大，对热交换有利。

二、选择题1. 有一套管换热器，在内管中空气从20℃被加热到50℃，环隙内有120℃的水蒸气冷凝，则内管壁的温度接近℃。

(A) 35 (B) 77.5 (C) 120 (D) 1002. 冷热流体在换热器中进行无相变逆流传热，换热器用久后形成垢层，在同样的操作条件下，与无垢层相比，结垢后的换热器的K ，t 。

mA. 变大B. 变小C. 不变D. 不确定3. 在蒸气—空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中的_____工程上可行。

A. 提高蒸气流速B. 提高空气流速C. 采用过热蒸气以提高蒸气温度D. 在蒸气一侧管壁加装翅片，增加冷凝面积三、计算题1. 某列管式冷凝器的列管规格为Φ25 mm×2.5 mm。

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28C ，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5502m W 降至6.152m W 。

第三，在使用保温瓶时，瓶盖选用导热系数很小的软木制作，大，在数值上常视为相等，但就其本质讲，含义是完全不同的。

（4）何谓换热器的控制热阻?答:换热器的总热阻1/K 主要取决于冷、热流体的对流传热热阻，当然也和管壁的热阻及污垢热阻有关，即，λααb K i ∑++=0111若忽略管壁及污垢热阻，则有111αα+≈i K如果i α和0α相接近，也就是两种流体的传热阻力差不多时，在谋求强化传热过程中，一般要考虑把i α、0α都增大。

但往往有这种情况，两者的α值相差很大，例如i α>>0α,则11αα<<i。

这时11α≈K K ≈0α即总传热系数K 值接近对流传热系数小的一侧流体的α 值，在本例条件下总热阻完全被管外的对流传热热阻所控制。

1/0α被称为控制热阻。

答：不正确。

冷却介质的出口温度越高，其用量越小，回收热能的品位也越高，动力消耗也随之减小。

但出口温度升高的结果，导致传热推动力即对数平均温差降低，所需传热面积增大，设备费用增大。

因此必须从综合角度考虑，全面加以权衡，确定一个适宜的出口温度。

对于常用的冷却介质工业水，出口温度不宜过高。

还因为工业水中含有许多盐类。

如CaCO 3、 MgCO 3、CaS04、、MgSO 4等。

若出口温度过高，上述盐类就会因溶解度减小而析出，附在器壁表面上形成热阻很大的垢层，使传热过程恶化。

尽管可以采取在冷却水中添加阻垢剂等化学方法，但至少从目前看，效果很有限。

一、计算练习题1. 有一碳钢制造的套管换热器，内管直径为φ89mm ×，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：①冷却水消耗量；②并流和逆流操作时所需传热面积；③如果逆流操作时所采用的传热面积与并流时的相同，计算冷却水出口温度与消耗量，假设总传热系数随温度的变化忽略不计。

解 ①苯的平均温度6525080=+=T ℃，比热容c ph =×103J/（kg ·K ）苯的流量W h =2000kg/h ，水的平均温度2523515=+=t ℃，比热容c pc =×103J/（kg ·K ）。

热量衡算式为)()(1221t t c W T T c W Q pc c ph h -=-= （忽略热损失）热负荷 43101.3)5080(1086.136002000⨯=-⨯⨯⨯=Q W冷却水消耗量 1335)1535(10178.43600101.3)(3412=-⨯⨯⨯⨯=-=t t c Q W pc c kg/h ②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 ·K ）089.0290082.00855.045082.00035.0230111⨯+⨯⨯+=++=o c i m i h i d d d bd K αλα =×10－3+×10－5+×10－3=×10－3m 2·K/WK i =133W/（m 2·K ），本题管壁热阻与其它传热阻力相比很小，可忽略不计。

并流操作80 50 2.341565ln 1565=-=并m t ∆℃传热面积 81.62.34133101.34=⨯⨯==并并m i i t K Q S ∆m 2逆流操作 8050 4023545=+=逆m t ∆℃传热面积 83.540133101.34=⨯⨯==逆逆m i i t K S ∆m 2因逆并逆并故i i m m S S t t >∆<∆,。

第一章单元自测题一、填空题1、某设备的真空表读数为200mmHg，则它的绝对压强为mmHg。

当地大气压强为101.33kPa。

2、牛顿粘性定律表达式为，它适用于流体呈流动时。

3、流体在圆形直管内作滞流流动时的速度分布是曲线，中心最大速度为平均速度的倍。

摩擦系数与无关，只随加大而。

4、流体在圆形直管内作湍流流动时，摩擦系数是函数，若在阻力平方区，则摩擦系数是函数，与无关。

5、实际流体在直管内流过时，各截面上的总机械能守恒，因实际流体流动时有。

6、毕托管测得的是管道中速度，孔板流量计测得的是速度。

转子流量计的特点是。

7、流体在一段水平管中流过，测得的平均流速为0.5m/s，压强降为10Pa，Re为1000，管中心线上速度为m/s，若平均速度增大到1m/s，则压强降变为Pa。

8、常用测定流量的流量计有、、。

9、常温下水密度为l000.0kg／m3，粘度为l.0cP，在d内＝100mm管内以3.0m／s速度流动，其流动类型为。

10、流体在圆形直管中作滞流流动时，若将平均流速增大一倍，其能量损失为原来损失的倍。

11、在下面两种情况下，假如流体的流量不变，而圆形直管的直径减少二分之一，则因直管阻力引起的压降损失为原来的多少倍？A）两种情况都为层流；B）两种情况都在阻力平方区。

12、流体在管路中的流动形态有和两种，其主要区别是不同，前者值为，后一种则为。

二、选择题1、在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是( )。

A、同一种流体内部B、连通着的两种流体C、同一种连续流体D、同一水平面上，同一种连续流体2、直径为φ57mm×3.5mm的细管逐渐扩到φ108mm×4mm的粗管，若流体在细管内的流速为4m/s，则在粗管中的流速为( )。

A、2m/sB、1m/sC、0.5m/sD、0.25m/s3、流体在阻力平方区流动时的摩擦阻力( )。

A、不变B、随流速加大而加大C、与u1.25成比例D、与u2成比例4、孔板流量计与测速管都是属于定节流面积的流量计，利用( )来反映流量的。

化工原理练习一、选择1、已知甲醇水溶液中，按质量分数计甲醇90%水10%，甲醇密度792kg/m3,水密度998kg/m3，则该溶液密度近似为（）A 792kg/m3B 900kg/m3C 811kg/m3D 998kg/m32、已知293k 100kpa条件下含15%O2和85%CO2的混气密度（）A 1.73kg/m3B 1.80kg/m3C 2.21kg/m3D 1.45kg/m33、已知某设备内表压0.5×105Pa当地大气压100×103Pa，则设备内绝对压强为（）A 0.5×105PaB 1.5×104PaC 1.5×105PaD 1.0×105Pa4、流体压力为750mmHg柱换算成KPa为（）A 80B 90C 100D 110.55、水在管道中稳定流动时任意两个截面上流量qm1qm2关系为：（）A qm1=qm2B qm1＞qm2C qm1＜qm2D qm1≠qm26、已知物体质量为5kg，运动速度3m/s 则其动能为：（）A 15JB 22.5JC 45JD 37.5J7、湍流运动的基本特点是（）A 质点做不规则的杂乱运动B质点间互相碰撞C产生大大小小的旋涡D质点的脉动8、流体在做湍流流动时其平均流速为具中心最大流速的（）倍。

A 0.8B 1C 0.5D 0.39、下列不属于机械能的是（）A 内能B 动能C 静压能D 位能10、粘度的单位是（）A Pa/sB P a·sC PaD Pa/m211、流通堆面为3×5m 的矩形则其当量直径为（）A 3mB 5mC 4mD 3.75m12、已知密度为600kg/m3μ=1.1mp a·s 流速0.2m/s的流体在内径为50mm的管中流动，其流动类型（）A 层流B 过渡流C 湍流D 以上都不对13、离心泵开车时，为了减小启动功率，应使流量为0，即将（）A 出口阀门关小B 出口阀关闭C 出口阀门开大D 停机14、导轮的作用是（）A 转能B 增大流量C 提高扬程D 输送15、扬程与叶轮转速关系（）A 平方成正比B 立方成正比C 正比D 反比16、扬程与流体密度的关系是（）A 密度越大，扬程越小B密度越小，扬程越大C 扬程与密度无关D以上都不对17、下列改变离心泵工作点的方法不正确的是（）A 调节出口阀开度B 改变叶轮转速C 改变叶轮直径D 改变泵的高度18、离心泵串联时，泵组的扬程与单台泵的扬程关系是（）A H组=2H单台B H组＞2H单台C H组＜2H单台D 以上都不对19、对流传热膜系数的单位是（）A W/(m·k)B W/(m2·k)C J/(m·k)D J/(m2·k)20、穿过两层平壁的稳态热传导过程，已知各层温差△t1=50℃，△t2=60℃,则第一层，第二层热阻R1R2关系为（）A R1= R2B R1＞R2C R1＜R2D 无法确定21、某冷凝器用冷却水冷凝400K的有机蒸汽，冷却水进口温度为300K，出口340K ，其逆流传热平均温差为（）A 100KB 40KC 80KD 60K22、换热器间壁两侧对流传热膜系数为ą1，ą2且ą1«ą2为有效提高K总,应该设法( )A 提高ą1B 提高ą2C 提高ą1降低ą2D 同时减小23、离心泵的qv-H曲线是在（）条件下测定的A 效率一定B 功率一定C 转速一定D 管路一定24、下列物质中导热系数最大的是（）A 水B 钢C 空气D 石棉25、在对流传热过程中，对流传热的热阻主要集中在（）。

2-1-2 某工业炉壁由下列三层依次组成（如图所示），耐火砖的导热系数λ1 =1.05 W/(m·℃)，厚度为0.23m ，绝热层导热系数λ2=0.144 W/(m·℃)；红砖导热系数λ3=0.94 W/(m.℃)，厚度为0.23 m 。

已知耐火砖内侧温度t 1 =1300℃，红砖处侧温度为50℃，单位面积的热损失为607 W/㎡。

试求：①绝热层的厚度；②耐火砖与绝热层接触处温度。

【答：δ2=0.23ｍ，t 2=1167℃】所以t 2=1167℃所以t 3=198.5℃所以2-1-14 在一套管换热器中，内管为ф57×3.5的钢管，流量为2500㎏/ｈ，平均比热容为2.0ｋＪ/(㎏·℃)的热液体在内管中从90℃冷却为50℃，环隙中冷水从20℃被加热至40℃，已知总传热系数为200 W/(m 2·℃)，试求：①冷却水用量，㎏/ｈ；②并流流动时的平均温度差及所需的套管长度，m ； ③逆流流=50.5动时平均温度差及所需的套管长度m 。

【答：① Wc=2396㎏/ｈ； ②△tm 并=30.8℃，ｌ并=50.5 m ；△tm 逆=39.2℃， ｌ逆=39.6 m 】 (1)所以冷流体的流量Ws=0.655kg/s=2396kg/h (2)(3)2/607m W t A Q =⋅∆=δλ221121/60723.005.1)1300()(m W t t t A Q =⨯-=⋅-=δλ233343/60723.094.0)50()(m W t t t A Q =⨯-=⋅-=δλ222232/607144.0)5.1981167()(mW t t A Q =⨯-=⋅-=δδλm23.02=δSJ C Q /1056.5)5090(200036002500T W 4S ⨯=-⨯⨯=∆⋅⋅=热流体热流体SJ t C Q /1056.5)2040(4174W W 4S S ⨯=-⨯⨯=∆⋅⋅=冷流体冷流体冷流体8.3010ln 1070=-=∆m t 2402.98.302001056.5m t K Q A m =⨯⨯=∆=m d A l 4.50057.014.302.9=⨯==π2.393050ln 3050=-=∆m t 2409.72.392001056.5m t K Q A m =⨯⨯=∆=m d A l 6.39057.014.309.7=⨯==π2-1-18 某厂似用100℃的饱和水蒸气将常压空气从20℃加热至80℃，空气流量为8000㎏/ｈ。

传热一、填空1、蒸汽冷凝放热时，要经常注意排放（），这是因为（）。

2、某物体（可近似为灰体），在20℃时，其黒度为ε=0.8，则其辐射能力的大小为（），其吸收率为（）。

3、管内对流传热，流体内温度梯度最大是在（），原因是（）。

4、膜系数α越（），液体核状沸腾时，△t越大，α越（）。

5、在一列管换热器中用壳程的饱和蒸汽加热管程的液体（无相变），若饱和蒸汽侧的饱和蒸汽压力增大，而液体的流量和进口温度不变，则液体出口温度（），蒸汽侧的对流传热系数（）。

6、某换热器中用饱和水蒸汽加热有机溶液，现发现溶液的出口温度比原来低，检查溶液的初温和流量均无变化，请列举二个可以导致上述现象的原因：①（）②（）7、常见的列管换热器折流板型式有（），（）。

在列管式换热器的壳程中设置折流板的优点是（），缺点是（）。

8、随着温度的增加，空气的黏度（），空气的导热系数（）。

9、某一段流体流过一段直管后，在流入同一内径的弯管段，则弯管段的传热系数比直管段传热系数（），因为（）。

10、角系数取决于换热物体的（），（）和（），而与（）和（）无关。

11、基尔霍夫定律的表达式为（），该定律的前提假设条件是（）。

12、在空气—水换热的换热器中，为强化传热可能采取的措施有哪些（），传热壁面的温度接近于（）的温度。

13、列管换热器中，若冷热两种流体的温度差相差较大，则换热器在结构上常采用（）办法，常用的结构形式有（）。

14、化工生产中常以水蒸汽作为一种加热介质，其优点是（）。

水蒸汽冷凝时应及时排除不凝性气体，其原因是（）。

15、大容积中的饱和沸腾传热可分为（），（）和（），而在工业生产中常在（）阶段操作。

16、一回收烟道气热量的废热锅炉，在流程安排上，烟道气（入口温度为60℃）应走（），水（入口温度为90℃）应走（），主要是为避免（）。

17、三层圆筒壁热传导过程，最外层的导热系数小于第二层的导热系数，两层厚度相同，在其它条件不变时，若将第二层和第三层的材质互换，则导热量变（），第二层与第三层的界面温度变（）。

“化⼯原理”第4章_《传热》_复习题“化⼯原理”第五章传热复习题⼀、填空题1.（2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=0.57W/（m.K）,此时单位⾯积的热损失为_______。

(注:⼤型容器可视为平壁) ***答案*** 1140W2.（2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0.5m/s 时,计算得到管壁对⽔的传热系数α=2.61(kW/（m2.K）).若⽔的其它物性不变,仅改变⽔在管内的流速,当流速为0.8m/s 时,此时传热系数α=_____________. ***答案*** α=0.023(λ/d)Re0.8Pr0.4 ；α=3.81(kW/（m2.K）)3.（2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_______。

***答案*** q=αA△t ；W/（m2.K）4.某并流操作的间壁式换热器中,热流体的进出⼝温度为90℃和50℃,冷流体的进出⼝温度为30℃和40℃,此时传热平均温度差△t m =_________. ***答案*** 27.9K5.（2分）在列管式换热器中,⽤饱和蒸⽓加热空⽓,此时传热管的壁温接近________流体的温度,总传热系数K接近______流体的对流给热系数. ***答案*** 蒸⽓；空⽓6.（2分）实现传热过程的设备主要有如下三种类型___________、_____________、__________________. ***答案*** 间壁式；蓄热式；直接混合式。

7.（2分）热量传递的⽅式主要有三种:_____、_______、__________.***答案*** 热传导；热对流；热辐射。

8．（2分）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_______________________. ***答案*** 提⾼给热系数较⼩⼀侧的给热系数。

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=0.57w.m.K,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=0.25w.m.K,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=0.35w.m.K,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0.5m.s时,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0.8m.s时,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0.5m.s时,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1.2m.s时,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_______。

传热复习题1、某无相变逆流传热过程，已知热流体的进出口温度为110℃和80℃，冷流体的进出口温度为10℃和40℃，则∆t m= ℃2、用饱和蒸汽加热冷流体（冷流体无相变），若保持加热蒸汽压降和冷流体t1不变，而增加冷流体流量Wc，则t2,Q ,K ，∆t m. （上升，下降，不变，不确定）3、冷热流体在换热器无相变逆流传热，换热器用久后形成垢层，在同样的操作条件下，与无垢层时相比，结垢换热器的K ,∆t m,t2,Q .（上升，下降，不变，不确定）4、冷热流体的进出口温度t1,t2,T1,T2一定时，∆t m并∆t m逆（>,=,<)5、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T1,T2及流量W h不变，今因冷却水进口温度t1提高，为保证完成生产任务，提高冷却水的流量W c，则K ,∆t m,t2,Q .（上升，下降，不变）6、水在列管换热器的管程内流动，其Re>104,当流量增加一倍，管径不变，则α为原来的倍；将管径减小一半，流量不变，则α为原来的倍；若流量、管径不变，而将管程数增加一倍，则α为原来的倍。

7、用饱和水蒸气在套管换热器内加热冷空气，此时，管壁温度接近于的温度。

8、Nu= 其物理意义是，Pr= ,表示。

9、流体对固体壁面的对流传热热阻主要集中在。

10、圆筒壁的导热热阻表达式为，流体对流传热热阻表达式为。

11、蒸汽冷凝分状冷凝和状冷凝，工业设计按状冷凝考虑；其原因是大容积饱和沸腾分状沸腾和状沸腾，操作应控制在状沸腾下进行，其原因是。

12、在一维定态传热过程中，二层热阻分别为R1和R2，推动力为∆t1和∆t2，若R1<R2,则推动力∆t1∆t2，（∆t/R)1(∆t/R)2(∆t1+∆t2)/(R1+R2)13、热射线波长范围，包含线和线的一部分及，工程上的热辐射集中在微米的红外线部分，即红外线辐射。

14、黑体的A= ，R ，D= ，镜体或白体的A= ，R ，D= ，透热体的A= ，R ，D=15、灰体有哪些特点？16、为对某管道保温，现需将二种导热系数分别为λ1和λ2的材料包于管外，已知λ1>λ2,b1=b2,则应该将哪种材料包于内层，更有利于保温？为什么？17、液体在被加热时的对流传热系数其被冷却时的对流传热系数，气体在被加热时的对流传热系数其被冷却时的对流传热系数（用“大于”，“小于”，“等于”填空），其原因是什么？18、工业上常用饱和蒸汽做加热介质的原因是什么？19、影响蒸汽冷凝的因素有哪些？最显著的因素是什么？如何强化蒸汽冷凝传热？20、液体沸腾中气泡产生的必要条件有哪些？为什么具备这些条件？21、沸腾曲线分析。

化工原理传热大题222.89.127.* 1楼有一个套管换热器，外管为φ84×4mm, 内管为φ57×3.5mm的钢管, 有效长度为 50m。

用120℃的饱和水蒸汽冷凝来加热内管中的油。

蒸汽冷凝潜热为2205kJ/kg。

已知油的流量为7200 kg/h, 密度为810kg.m-3, 比热为2.2 kJ/（kg.K）, 进口温度为30℃, 出口温度为80℃。

试求：(1)蒸汽用量；(不计热损失) (2)传热系数。

【解】（1）蒸汽用量 Q放＝W.ｒ＝2205×w.kJ.hQ吸＝W'. Cp (t出－t入)＝7200×2.2×（80－30）＝7.92×105 kJ.h-1Q放＝Q吸∴ ｗ＝7.92×105/2205≈359.2kg.h-1（2）传热系数的计算由Q＝KAΔtmΔtm ＝（(120-30)- (120-80)）/ln（(120-30)/(120-80)）＝50/ln（90/40）＝61.66℃∴ Ki＝Q/AiΔtm＝7.92×10/[60×π×(50/1000)×61.66]≈1363 kJ.h-1.m-2.K-1＝378.8 (w.m-2.K-1)顶举报 |2011-06-27 23:29回复222.89.127.* 2楼某液体被河水从140℃冷却至40℃，液体处理量为7000kg/h（比热为2.3kJ/（kg.K），河水进口温度为20℃，出口温度30℃，采用逆流操作。

若传热系数K0=700 w.m-2.K-1，热损失不计，试求：(1)冷却水的耗用量，以m3/h表示[水的比热为4.18 kJ/（kg.K），密度1000kg.m-3] (2)现仓库有一台单程列管式换热器，内有φ19×2mm的钢管60根，管长3m，试核算该换热器可否满足上述工艺要求？【解】Q=mh1×Cp1(T1-T)=7000×2.3×(140-40)=1.61×106kJ.h-1Q=m h2C p2 (t-t)m h2=Q/C p2(t-t)=1.61×106/[4.18×(30-20)] =3.852×10kg.h-1V h=3.852×104/103=38.52m3.h-1Ao=πdoln=π×19×10×3×60=10.74m2△t=(△t1-△t2)/ln(△t1/△t2)=(110-20)/ln(110/20)=52.7℃Ao'=Q/(Ko×△tm)=1.16×106×103/(3600×700×52.7)=8.73m∵Ao > Ao'∴此换热器可满足工艺要求举报 |2011-06-27 23:32回复222.89.127.* 3楼1. 有一内管为φ180×10mm的套管换热器，将流量为8000kg/h的某液态有机物从100℃冷却到60℃，其平均比热为2.38kJ/（kg.K）, 套管环隙走冷却水, 其进出口温度分别为40℃和50℃, 平均比热为4.174kJ./（kgK）, 基于传热外面积的总传热系数K=1000w/（m.K）, 且保持不变.设热损失可以忽略。

化工原理传热复习题答案一、选择题1. 热传导的基本原理是（）。

A. 热对流B. 热辐射C. 热传导D. 热交换答案：C2. 在稳态条件下，一维热传导的傅里叶定律表达式为（）。

A. \( q = -k \frac{dT}{dx} \)B. \( q = k \frac{dT}{dx} \)C. \( q = -k \frac{dT}{dy} \)D. \( q = k \frac{dT}{dy} \)答案：A3. 热对流的换热系数h与流体的（）有关。

A. 密度B. 粘度C. 速度D. 以上都是答案：D4. 热辐射的强度与物体表面的（）成正比。

A. 温度B. 表面积C. 颜色D. 材料答案：A二、填空题1. 热传导的三种基本方式是导热、______和辐射。

答案：对流2. 根据牛顿冷却定律，物体表面与周围环境的温差越大，冷却速率______。

答案：越大3. 换热器的两种基本类型是______和壳管式。

答案：管壳式4. 热交换效率是指实际换热量与理论换热量之比，通常用希腊字母______表示。

答案：ε三、简答题1. 简述热传导的基本原理。

答案：热传导是热量通过物质内部分子或原子的振动和碰撞传递的过程，不需要物质的宏观运动。

2. 描述热对流换热系数h的影响因素。

答案：热对流换热系数h受流体的物理性质（如密度、比热容、粘度等）、流动状态（层流或湍流）、流体速度、温度差以及换热面的特性等因素的影响。

3. 说明热辐射的特点。

答案：热辐射是一种不需要介质的热传递方式，其传递速度等于光速，且辐射强度与物体表面的温度的四次方成正比。

四、计算题1. 已知一物体在室温25°C的条件下，通过热传导的方式每小时损失的热量为500W，求该物体的热传导系数k。

答案：根据傅里叶定律，\( q = -k \frac{dT}{dx} \)，其中q为热流密度，dT为温差，dx为物体的厚度。

由于题目未给出物体的厚度和温差，无法直接计算k值，需要更多信息。

一、选择、填空传热1、在间壁式换热器内用饱和水蒸汽加热空气，此过程的总传热系数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2、在确定列管换热器冷热流体的流径时，一般来说，蒸汽走；易结垢的流体走；高压流体走；有腐蚀性的流体走；粘度大或流量小的流体走。

壳程，管程，管程，管程，壳程3、边长为a的正方体内部，底面对其余5面的角系数为，其余5面对底面的角系数为。

1，0.24、一包有石棉泥保温层的蒸汽管道，当石棉泥受潮后，其保温效果应，主要原因是，受潮后使保温层材料导热系数。

降低，水的导热系数大于保温材料的导热系数，增大。

蒸馏1、精馏操作时，增大回流比R，其他操作条件不变，则精馏段液气比（A）A增加 B 不变 C 不确定D减小2、若进料量、进料组成、进料热状况都不变，要提高x D，可采用（C）A、减小回流比B、增加提馏段理论板数C、增加精馏段理论板数D、塔釜保温良好3、在t-x-y图中的气液共存区内，气液两相温度，但气相组成液相组成，而两相的量可根据来确定。

相等大于杠杆规则4、双组分溶液的相对挥发度α是溶液中的挥发度对的挥发度之比，若α=1表示。

物系的α值愈大，在x-y图中的平衡曲线愈对角线。

易挥发组分，难挥发组分，不能用普通蒸馏方法分离，远离5、在连续精馏塔内，加料板以上的塔段称为，其作用是；加料板以下的塔段（包括加料板）称为，其作用是。

精馏段，提浓上升蒸汽中易挥发组分，提馏段，提浓下降液体中难挥发组分6、精馏过程回流比R的定义式为；对于一定的分离任务来说，当R=时，所需理论板数为最少，此种操作称为；而R=时，所需理论板数为∞。

R=L/D，∞，全回流，R min吸收1、在下列吸收过程中，属于气膜控制的过程是。

(A) 水吸收氧；(B) 水吸收氢；(C) 水吸收氨；(D) 水吸收二氧化碳。

2、在低浓度难溶气体的逆流吸收塔中，若其他条件不变而入塔液体量增加，则此塔的液相传质单元数N OL将_______，而气相总传质单元数N OG将_______，气体出口浓度y a将_______。

空气－蒸汽对流给热系数测定一、问答题1. 传热实验中，套管换热器上方的排气阀有何作用？排放不凝性气体，提高传热效率。

2. 实验结束后，为什么要先关蒸汽，再关鼓风机？让风机输送的冷空气尽快将热量带走，使系统恢复常温。

3. 为什么在双对数坐标系中准数关联式近似为一条直线？只有在双对数坐标系中才能将非线性的准数关联式转化为线性关系。

4. 气—汽换热的结果是什么？冷空气变为热空气，水蒸汽变为冷凝水。

5.实验中使用的孔板流量计设计原理是什么？依据柏努利方程，动能与静压能之间的转换。

6. 在用饱和水蒸汽加热空气的传热实验中，测得管壁面温度接近蒸汽温度，原因是什么？蒸汽冷凝对流传热系数远大于空气对流传热系数，因此壁温接近蒸汽温度。

7. 在传热实验中，要提高数据的准确度，在实验操作中要注意哪些问题？（1）实验过程中应使蒸汽压力维持恒定。

（2）流量的调节应从大到小，而且每次调节流量后应稳定15分钟后才开始读取数据。

8. 传热实验时为何要维持加热蒸汽压恒定？加热蒸汽压恒定，保障蒸汽进口的温度恒定，热量衡算时减小误差。

二、实验操作学生能正确指出设备上的有关管件、阀门、流量计、热电阻等。

简述操作过程，模拟操作。

干燥特性曲线测定实验一、问答题1. 干燥实验进行到试样重量不再变化时，此时试样中所含的水分是什么水分？实验过程中除去的又是什么水分？二者与哪些因素有关。

答：当干燥实验进行到试样重量不再变化时，此时试样中所含的水分为该干燥条件下的平衡水分，实验过程中除去的是自由水分。

二者与干燥介质的温度，湿度及物料的种类有关。

2. 对流干燥的特点？答：当温度较高的气体与湿物料接触时，气固两相间发生的是热质同时传递的过程。

3.湿球温度是指什么温度？跟什么有关？答：大量空气与少量水长期接触后水面的温度。

是空气湿度和干球温度的函数。

4. 什么是恒定干燥条件？本实验装置中采用了哪些措施来保持干燥过程在恒定干燥条件下进行？答：干燥介质的温度、湿度、流速及与物料的接触方式，在整个干燥过程中均保持恒定。

化工原理—传热复习题及答案化工原理—传热复习题及答案一、选择题1、关于传热系数K，下述说法中错误的是（）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；C2、在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（），走壳程的有（）。

A、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；A、C、D；B、E、F3、影响对流传热系数的因素有()。

A、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；A、B、C、D、E4、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（）。

A、②>④>③>①；B、③>④>②>①；C、③>②>①>④；D、②>③>④>①；冷流体热流体①水气体②水沸腾水蒸气冷凝③水水④水轻油D5、下述各种情况下对流传热系数由大到小的正确顺序应该是（）。

A、③>④>①>②；B、④>③>②>①；C、③>④>②>①；D、③>②>④>①；①空气流速为30m/S时的a；②水的流速为1.5m/s时的a；③蒸汽滴状冷凝时的a；④水沸腾时的a；C6、传热过程中当两侧流体的对流传热系数都较大时，影响传热过程的将是（）。

A、管避热阻；B、污垢热阻；C、管内对流传热热阻；D、管外对流传热热阻；B7、关于辐射传热，下述几种说法中错误的是（）。

A、除真空和大多数固体外，热射线可完全透过；B、热辐射和光辐射的本质完全相同，不同的仅仅是波长的范围；C、热射线和可见光一样，都服从折射定律；D、物体的温度不变，其发射的辐射能也不变；8、冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90?C，出口温度为50?C，冷水进口温度为15?C，出口温度为53?C，冷热水的流量相同，且假定冷热水的物性为相同，则热损失占传热量的（）。

一、填空题：1. 导热系数（λ）是物质的物理性质之一。

若要提高导热速率，应选用导热系数的材料；保温时则要选用导热系数的材料。

2. 传热的基本形式除对流外，还有和。

对流传热有强制对流传热和对流传热。

3. 水蒸气冷凝的传热膜系数α1，水沸腾传热膜系数α2，液体对流传热膜系数α3和气体对流传热膜系数α4。

四者中最小的是。

4. 某水蒸气管道拟用同样厚度的石棉泥（λ=0.15 W·m‐1·K‐1）和矿渣棉（λ=0.07 W·m‐1·K‐1）作保温材料，为了减少热损失，应包扎在外层。

5. 某水蒸气管道拟用同样厚度的石棉泥（λ=0.15 W·m‐1·K‐1）和矿渣棉（λ=0.07 W·m‐1·K‐1）作保温材料，为了减少热损失，应包扎在外层。

6. 在对流传热过程中，将众多的影响因素归纳成如下几个特征数（无量纲数）:，，，。

7. 流体与固体壁面间的对流传热（给热），其热阻主要是集中于。

8. 在列管换热器中，用饱和水蒸气加热气体反应物，通常让走管程，走壳程；提高总传热系数的措施是提高的流速。

9. 热传导是在物体内部或者物体与物体接触中，由于传递热能；而对流传热是由于传递热能。

10. 两种流体通过间壁进行换热的过程，包括和的过程。

间壁的导热；间壁两侧的对流传热二、判断题：1. 导热系数λ与传热膜系数α，都是物质的物理性质.…………………………（）2. 当在定常状态下，变温传热是指传热面上各点温度既不随时间变化,也不随传热面位置而变化的传热过程。

……………………………………………………………………（）3. 传热时，如果管壁结有垢层，即使厚度不大，也会有较大的热阻，所以应该及时清除热交换器管壁上的污垢。

………………………………………………………………（）4. 当选用多种绝热材料时，在耐热性等条件允许时，为提高保温效果，应将导热系数大的包扎在内层。

“化工原理”第五章传热复习题一、填空题2.（2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0.5m/s 时,计算得到管壁对水的传热系数α=2.61(kW/（m2.K）).若水的其它物性不变,仅改变水在管内的流速,当流速为0.8m/s时,此时传热系数α=_____________.6.（2分）实现传热过程的设备主要有如下三种类型___________、_____________、__________________.7.（2分）热量传递的方式主要有三种:_____、_______、__________.16.（2分）对流传热中的努塞特准数式是＿＿＿＿＿＿, 它反映了＿＿____________。

17.（2分）对流体传热中普兰德准数式为＿＿＿＿＿＿＿, 它反映了＿___________＿＿＿＿＿＿＿＿。

20.（2分）用冷却水将一定量的热流体由100℃冷却到40℃，冷却水初温为15℃，在设计列管式换热器时，采用两种方案比较，方案Ⅰ是令冷却水终温为30℃，方案Ⅱ是令冷却水终温为35℃，则用水量W1＿＿W2，所需传热面积A1＿＿＿A2。

21.（2分）列管式换热器的壳程内设置折流挡板的作用在于___________________，折流挡板的形状有____________________，____________________等。

22.（5分）在确定列管换热器冷热流体的流径时，一般来说，蒸汽走管______；易结垢的流体走管______；高压流体走管______；有腐蚀性流体走管______；粘度大或流量小的流体走管______。

23.（2分）列管换热器的管程设计成多程是为了________________________；在壳程设置折流挡板是为了______________________________________。

25.. 当水在圆形直管内作无相变强制湍流对流传热时，若仅将其流速提高1倍，则其对流传热系数可变为原来的_________倍。