化工原理第三章传热

换热器中冷热流体一般为逆流流动，这主要是为了( C )(A)提高传热系数(B)减少冷却剂用量(C)提高对数平均温度差(D)减小流动阻力采用逆流主要是换热器两端的温度差膖1和膖2比较接近，因此对数平均温度差大。

而冷却剂用量则取决于换热量与传热温差无关。

[2] 冷热流体在套管换热器内换热，内管走冷流体，如果冷流体流量增大一倍，则总传热系数(A ),冷流体的出口温度() 。

(A)增大，下降(B)增大，升高(C)减小,下降(D)减小,升高流量增加一倍，传热量就增加一倍。

尽管管内流速也增加一倍，但由于帷U*即姑豢赡茉黾右槐,K当然更不可能增加一倍,所以K 增加，出口温度下降。

[3] 在间壁式传热中，热量从热流体传到冷流体的过程，热阻主要集中在(B )。

(A) 金属壁(B) 冷、热流体的层流底层内(C) 冷、热流体的主体(D) 平均分配在各层金属的导热系数远大于流体的导热系数，所以金属壁的热阻很小，从上图的温度分布曲线可知，热阻主要集中在冷、热流体的层流底层。

[4] 在蒸汽冷凝传热中，不凝性气体的存在对对流传热系数岬挠跋焓莀A。

(A) 不凝性气体的存在会使嶂荡蟠蠼档汀£(B) 不凝性气体的存在会使嶂瞪摺£(C) 不凝性气体的存在与否，对数据无影响。

(D) 不一定在蒸汽冷凝传热中，不凝性气体的存在会在壁面形成一层膜，从而使对流传热系数大大降低。

[5] 在圆形直管内作无相变强制湍流的对流传热系数关联式来自—B__。

(A) 理论方法(B) 因次分析和实验相结合的方法(C) 因次分析法(D) 数学模型法a =(入/d)首先通过因次分析法推导出圆形直管内作强制湍流的3个准数，再用实验的方法关联出三个准数间的关系式。

[6] 计算蒸汽冷凝的对流传热系数，其定性温度应为(C )。

(A)蒸汽温度(B)壁温(C)膜温(D)当然是膜温即壁温与蒸汽温度的平均值。

[7] 列管换热器管程常用的流速范围是：一般液体________ B__m/s,气体______ m/s(A)~3 3 ~ 15(B)~3 5 ~30(C)3~ 15 5 ~ 30(D)3~ 15 3 ~ 15根据经验管内流速，一「般液体在〜3m/s,气体在5〜30m/s[8] 在确定换热器的流道空间时，一般来说，蒸汽走管__________ ___；易结垢流体走管_______；有腐蚀性流体走管___A____；粘度大的流体走管 _______ 。

化工原理传热传热是化工工程中非常重要的一个环节，它涉及到许多工艺过程和设备的设计与操作。

在化工生产中，传热过程不仅影响着产品质量和生产效率，还直接关系到能源的利用效率和环境保护。

因此，对于化工原理传热的深入理解和掌握，对于化工工程师来说至关重要。

传热的基本原理包括传热方式、传热系数、传热表达式等。

传热方式主要包括传导、对流和辐射三种方式。

传导是指热量通过物质内部的传递，对流是指热量通过流体的对流传递，而辐射是指热量通过电磁波的辐射传递。

传热系数是描述传热效果的物理量，它与传热介质的性质、流体状态、流体性质等因素有关。

传热表达式则是用来描述传热过程的数学表达式，可以通过传热方程和传热系数来进行计算和分析。

在化工生产中，传热过程通常涉及到换热器、蒸发器、冷凝器等设备。

换热器是用来实现不同流体之间热量交换的设备，它包括了许多种类，如壳管式换热器、板式换热器等。

蒸发器是将液态物质转化为气态物质的设备，它在化工生产中应用广泛。

而冷凝器则是将气态物质转化为液态物质的设备，也是化工生产不可或缺的一部分。

在传热过程中，热传导、对流传热和辐射传热是相互作用的。

热传导是传热过程中最基本的方式，它在许多设备和工艺中都有重要的应用。

对流传热则是流体在传热过程中的一种重要方式，它受到流体的流动状态、速度、流体性质等因素的影响。

而辐射传热则是在高温条件下的一种重要传热方式，它在许多高温工艺和设备中都有重要的应用。

总的来说，化工原理传热是化工工程师必须要深入了解和掌握的一个重要内容。

通过对传热的基本原理、传热设备和传热过程的深入研究，可以更好地指导化工生产实践，提高生产效率，降低能源消耗，保护环境，实现可持续发展。

希望本文能为化工工程师提供一些有益的参考和帮助。

实验三、总传热系数与对流传热系数的测定一、实验目的1．了解间壁式换热器的结构与操作原理；2．学习测定套管换热器总传热系数的方法； 3．学习测定空气侧的对流传热系数；4．了解空气流速的变化对总传热系数的影响。

二、实验原理本实验采用套管式换热器，热流体走管间，为蒸汽冷凝，冷流体走内管，为空气。

该传热过程由水蒸气到不锈钢管外管壁的对流传热、从外管壁到内管壁的传导传热、内管壁到冷水的对流传热三个串联步骤组成。

图1. 传热实验装置流程图1-空气流量调节阀 2-转子流量计 3-蒸汽调节阀 4-蒸汽压力表 5-套管换热器 6-冷凝水排放筒 7-旋塞 8-空气进口温度计 9-空气出口温度计 10-不凝气排放口套管换热器5由不锈钢管（或紫铜管）内管和无缝钢外管组成。

内管的进出口端各装有热电阻温度计一支，用于测量空气的进出口温度。

内管的进、出口端及中间截面外壁表面上，各焊有三对热电偶，型号为WRNK-192。

不锈钢管规格Φ21.25⨯2.75，长1.10米 S=πd o L=0.0734m 2 紫铜管Φ16⨯2，长1.20米 S=πd o L=0.0603m 2 转子流量计（空气，0~20m 3/h ，20℃）数字显示表SWP-C40 此设备的总传热系数可由下式计算：mt S Q K ∆⋅=其中 ()()出进出进t T t T t T t Tt m -----=∆ln式中：Q ——传热速率，W ；S ——传热面积，m 2；S=πd o L;m t ∆——对数平均温度差，℃T ——饱和蒸汽温度，℃，根据饱和蒸汽压力查表求得；出进、t t ——分别为空气进、出口温度，℃。

通过套管换热器间壁的传热速率，即空气通过换热器被加热的速率，用下式求得：()进出t t c m Q p s -⋅⋅=， W其中，C p 应取进、出口平均温度下空气的比热容。

W=V s ⋅ρ，其中ρ为进口温度下空气的密度。

对流传热系数的计算公式为m t S Q ∆⋅⋅=α式中S ─内管的内表面积，m 2；α─空气侧的对流传热系数，W/(m 2⋅︒C)；∆t m ─空气与管壁的对数平均温度差，︒C 。

化工原理热传热课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握热传递的基本概念，包括导热、对流和辐射。

2. 理解热传递的基本定律，如傅里叶热传导定律、牛顿冷却定律和斯蒂芬-玻尔兹曼定律。

3. 学会应用热传递原理分析化工过程中典型设备的热量传递问题。

技能目标：1. 能够运用数学模型对热传递问题进行定量分析和计算。

2. 掌握使用实验方法研究热传递过程的基本技能。

3. 能够运用化工原理解决实际热传递问题，进行初步的热设计。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对化工热传递学科的兴趣，激发他们的探究欲望。

2. 增强学生的工程意识，认识到热传递在化工领域的重要性和实际应用价值。

3. 培养学生严谨的科学态度和团队合作精神，在学习过程中积极与他人交流合作。

课程性质分析：本课程为化工原理中的热传递章节，是理论与实践相结合的课程。

考虑到学生年级的知识深度，课程设计将侧重于基本理论的掌握和实际应用能力的培养。

学生特点分析：学生处于能够理解抽象概念和进行定量计算的阶段，具有一定的物理和数学基础，但需加强将理论知识应用于实际问题解决的能力。

教学要求：通过本课程的学习，学生应能将热传递原理与化工实践相结合，形成系统的知识结构，并能在后续学习和工作中灵活运用。

二、教学内容1. 热传递基本概念：导热、对流、辐射。

- 教材章节：第二章 热传递基本概念与定律。

- 内容：热能传递方式、热传递过程中的能量守恒。

2. 热传递基本定律：傅里叶热传导定律、牛顿冷却定律、斯蒂芬-玻尔兹曼定律。

- 教材章节：第二章 热传递基本概念与定律。

- 内容：热传导定律推导、热对流和热辐射的基本原理。

3. 热传递数学模型与计算：稳态和非稳态热传递、边界条件和初始条件。

- 教材章节：第三章 热传递数学模型与计算。

- 内容：建立数学模型、求解热传递方程、应用实例分析。

4. 热传递实验方法：实验设计、数据采集、结果分析。

- 教材章节：第四章 热传递实验方法。

- 内容：实验原理、实验设备与操作、实验数据处理。

化工原理传热答案传热是化工过程中非常重要的一个环节，它直接影响着生产效率和产品质量。

在化工原理中，传热的基本方式有三种，传导、对流和辐射。

在实际生产中，我们需要根据不同的情况选择合适的传热方式来实现最佳的传热效果。

本文将针对化工原理传热答案进行详细介绍。

首先，我们来谈谈传热的基本方式——传导。

传导是指热量通过物质内部的传递，其传热速度取决于物质的导热系数和温度梯度。

在化工生产中，我们常常会用到传导传热，比如在加热反应釜时，通过加热外壁来传导热量到反应液中，从而提高反应速率。

其次，对流传热是指热量通过流体的对流传递。

对流传热的速度受到流体的流动速度、流体性质和传热面积的影响。

在化工生产中，我们经常会利用对流传热来实现快速的热量传递，比如在换热器中，通过流体的对流传热来实现冷热介质之间的热量交换。

最后，辐射传热是指热量通过辐射波的传递。

辐射传热的速度受到表面温度、表面发射率和传热面积的影响。

在化工生产中，我们通常会利用辐射传热来实现高温热源和被加热物体之间的热量传递，比如在炉膛中，通过燃烧产生的高温辐射来加热物料。

在实际生产中，我们需要根据具体的情况选择合适的传热方式。

比如在需要快速加热的情况下，我们可以选择对流传热；而在需要长时间稳定加热的情况下，我们可以选择传导传热。

当然，在一些特殊情况下，我们也可以结合多种传热方式来实现最佳的传热效果。

总的来说，化工原理传热答案涉及到传导、对流和辐射三种基本传热方式。

在实际生产中，我们需要根据具体情况选择合适的传热方式来实现最佳的传热效果。

通过对传热方式的深入了解和灵活运用，我们可以提高生产效率，降低能源消耗，从而实现经济效益和环保效益的双赢。

化工原理第3章_习题课和要求和思考题(学生)(总4页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除第三章传热基本要求1. 掌握的内容：（1）热传导基本原理，一维定常傅里叶定律及其应用，平壁及园筒壁一维定常热传导计算及分析；（2）对流传热基本原理，牛顿冷却定律，影响对流传热的主要因；。

（3）无相变管内强制对流传热系数关联式及其应用，Nu、Re、Pr、Gr等准数的物理意义及计算，正确选用对流传热系数计算式，注意其用法、使用条件；（4）传热计算：传热速率方程与热负荷计算，平均传热温差计算，总传热系数计算及分析，污垢热阻及壁温计算，传热面积计算，加热与冷却程度计算，强化传热途径。

2. 熟悉的内容：（1）对流传热系数经验式建立的一般方法；（2）蒸汽冷凝、液体沸腾对流传热系数计算；（3）热辐射基本概念及两灰体间辐射传热计算；（4）列管式换热器结构特点及选型计算。

3. 了解的内容：（1）加热剂、冷却剂的种类及选用；（2）各种常用换热器的结构特点及应用；（3）高温设备热损失计算。

思考题1．传热速率方程有哪几种各有什么特点分别写出它们的表达式并指出相应的推动力和热阻。

2．何谓热负荷与传热速率热量衡算式与速率方程式的差别是什么3．如图所示为冷热流体通过两层厚度相等的串联平壁进行传热时的温度分布曲线，问：（1）两平壁的导热系数1与2哪个大（2）间壁两侧的传热膜1与2哪个大（3）若将间壁改为单层薄金属壁，平均壁温接近哪一侧流体的温度4．试分别用傅立叶定律、牛顿冷却定律说明导热系数及对流传热系数的物理意义，它们分别与哪些因素有关5．在什么情况下，管道外壁设置保温层反而增大热损失6．在包有内外两层相同厚度保温材料的圆形管道上，导热系数小的材料应包在哪一层，为什么7．某人将一盘热水和一盘冷水同时放入冰箱，发现热水比冷水冷却速度快，如何解释这一现象8．试述流动状态对对流传热的影响9．分别说明强制对流和自然对流的成因，其强度用什么准数决定10．层流及湍流流动时热量如何由管壁传向流体，试分别说明其热量传递机理。

化工原理传热传热是化工工程中非常重要的一个环节，它涉及到许多工艺过程中的能量转移和热平衡问题。

在化工生产中，传热过程不仅影响着产品的质量和产量，还直接关系到能源的利用效率和生产成本。

因此，对于化工原理传热的研究和应用具有重要的意义。

首先，我们来了解一下传热的基本原理。

传热是指热量从高温区传递到低温区的过程。

在化工生产中，常见的传热方式包括传导、对流和辐射。

传导是指热量通过物质内部的分子振动传递，对流是指热量通过流体的流动传递，而辐射则是指热量通过电磁波辐射传递。

这三种传热方式在化工过程中经常同时存在，相互作用，共同影响着热量的传递效果。

在化工原理传热中，热传导是最基本的传热方式。

热传导的速率取决于传热介质的导热系数和温度梯度。

导热系数越大，温度梯度越大，传热速率就越快。

在化工设备中，常见的传热设备包括换热器、冷凝器、蒸发器等，它们利用传热原理实现了物料之间的热量交换。

通过合理设计传热设备的结构和选用合适的传热介质，可以有效提高传热效率，降低能源消耗和生产成本。

除了传热设备的设计，传热过程中的传热表面也是影响传热效果的重要因素。

传热表面的形态和材质对传热速率有着直接的影响。

通过增大传热表面积和改善传热表面的热传导性能，可以提高传热效率，实现更高效的能量转移。

在化工生产中，传热过程还经常涉及相变热的问题。

相变热是指物质在相变过程中吸收或释放的热量。

在化工原理传热中，常见的相变热包括蒸发、冷凝、凝固和熔化等。

通过合理控制相变热的过程，可以实现对物料温度的精确控制，保证生产过程的稳定性和产品质量。

总的来说，化工原理传热是化工工程中不可或缺的一部分，它直接关系到生产过程的能量转移和热平衡问题。

通过深入研究传热原理，合理设计传热设备和优化传热过程，可以实现能源的高效利用和生产成本的降低，推动化工生产的可持续发展。

希望通过本文的介绍，读者能对化工原理传热有更深入的了解，为实际生产提供一定的参考和指导。

一、实验课程名称：化工原理二、实验项目名称：空气－蒸汽对流给热系数测定 三、实验目的和要求：1、 了解间壁式传热元件，掌握给热系数测定的实验方法。

2、 掌握热电阻测温的方法，观察水蒸气在水平管外壁上的冷凝现象。

3、 学会给热系数测定的实验数据处理方法，了解影响给热系数的因素和强化传热的途径。

四、实验内容和原理实验内容：测定不同空气流量下进出口端的相关温度，计算α，关联出相关系数。

实验原理：在工业生产过程中，大量情况下，冷、热流体系通过固体壁面（传热元件）进行热量交换，称为间壁式换热。

如图(4－1)所示，间壁式传热过程由热流体对固体壁面的对流传热，固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热所组成。

达到传热稳定时，有()()()()m m W M W p p t KA t t A T T A t t c m T T c m Q ∆=-=-=-=-=221112222111αα （4－1）热流体与固体壁面的对数平均温差可由式（4—2）计算，()()()22112211ln W W W W m W T T T T T T T T T T -----=- （4－2）式中：T W 1 －热流体进口处热流体侧的壁面温度，℃；T W 2 －热流体出口处热流体侧的壁面温度，℃。

固体壁面与冷流体的对数平均温差可由式（4—3）计算，()()()22112211ln t t t t t t t t t t W W W W m W -----=- （4－3）式中：t W 1 － 冷流体进口处冷流体侧的壁面温度，℃；t W 2 － 冷流体出口处冷流体侧的壁面温度，℃。

热、冷流体间的对数平均温差可由式（4—4）计算，()()12211221m t T t T ln t T t T t -----=∆ （4－4）δTT W t W t图4－1间壁式传热过程示意图当在套管式间壁换热器中，环隙通以水蒸气，内管管内通以冷空气或水进行对流传热系数测定实验时，则由式（4－1）得内管内壁面与冷空气或水的对流传热系数，()()MW p t t A t t c m --=212222α （4－5）实验中测定紫铜管的壁温t w1、t w2；冷空气或水的进出口温度t 1、t 2；实验用紫铜管的长度l 、内径d 2，l d A 22π=；和冷流体的质量流量，即可计算α2。

目录第一章流体流动与输送机械 (2)第二章非均相物系分离 (32)第三章传热 (42)第四章蒸发 (69)第五章气体吸收 (73)第六章蒸馏 (95)第七章固体干燥 (119)第三章 传热1、某加热器外面包了一层厚为300mm 的绝缘材料，该材料的导热系数为0.16W/（m ⋅℃），已测得该绝缘层外缘温度为30℃，距加热器外壁250mm 处为75℃，试求加热器外壁面温度为多少？ 解：22321121λλb t t b t t A Q -=-= C 3007516.025.016.005.03075o 21122321=+⨯-=+λ⨯λ-=∴t b b t t t 2、某燃烧炉的平壁由下列三种砖依次砌成；耐火砖 b 1=230mm ， λ1=1.05 W/(m·℃)绝热砖 b 2=230mm ， λ2=0.151W/(m·℃)建筑砖 b 3=240mm ， λ3=0.93W/(m·℃)已知耐火砖内侧温度为1000℃，耐火砖与绝热砖界面处的温度为940℃，要求绝热砖与建筑砖界面处的温度不得超过138℃，试求：（1） 绝热层需几块绝热砖；（2） 普通砖外侧温度为多少？解：（1）b 2=?m442.09.273151.013894005.123.094010002222321121=∴=-=-λ-=λ-=b b b t t b t t AQ 230mm<b 2=442mm<230×2mm则：绝热层需两块绝热砖。

校核t 2=?CC t t o o 1386.1059.273151.046.094022<=∴=- （2）t 4=?C9.3493.024.06.1059.273o 443343=∴-==λ-=t t b t t A Q 3、Φ50×5㎜的不锈钢管，导热系数λ1＝16Ｗ／（ｍ·Ｋ），外面包裹厚度为30mm 导热系数λ２＝0.2W/（ｍ·Ｋ）的石棉保温层。