1 填空
流体的粘性、热传导性和_质量扩散性__通称为流体的分子传递性质。
当流场中速度分布不均匀时，分子传递的结果产生切应力；温度分布不均匀时，分子传递的结果产生热传导；多组分混合流体中，当某种组分浓度分布不均匀时，分子传递的结果会产生该组分的_质量扩散_；描述这三种分子传递性质的定律分别是___牛顿粘性定律___、傅立叶定律_、_菲克定律_。
热质交换设备按照工作原理不同可分为_间壁式、_混合式_、_蓄热式_和热管式等类型。表面式冷却器、省煤器、蒸发器属于__间壁_式，而喷淋室、冷却塔则属于_混合式。
热质交换设备按其内冷、热流体的流动方向，可分为___顺流__式、_逆流__式、__叉流___式和__混合_____式。工程计算中当管束曲折的次数超过___4___次，就可以作为纯逆流和纯顺流来处理。
__温度差_是热量传递的推动力，而_浓度差_则是产生质交换的推动力。
质量传递有两种基本方式：分子扩散 和对流扩散，两者的共同作用称为__对流质交换__。相对静坐标的扩散通量称为 绝对扩散通量，而相对于整体平均速度移动的动坐标扩散通量则称为
相对扩散通量。
在浓度场不随时间而变化的稳态扩散条件下，当无整体流动时，组成二元混合物中的组分A和组分B发生互扩散，其中组分A向组分B的质扩散通量mA与组分A的_浓度梯度成正比，其表达式为
；当混合物以某一质平均速度V移动时，该表达式的坐标应取___随整体移动的动坐标__。
有空气和氨组成的混合气体，压力为2个标准大气压，温度为273K，则空气向氨的扩散系数是1.405×10-5
m2/s。
喷雾室是以实现 雾 和 空气 在直接接触条件下的热湿交换。
当表冷器的表面温度低于 空气的露点湿度 时，就会产生减湿冷却过程。
某一组分的速度与整体流动的平均速度之差，成为该组分的 扩散 速度。
冷凝器的类型可以分为 水冷式 空气冷却式 ( 或称风冷式 ) 和蒸发式三 种类型.
共 5 页 第1页 南京工程学院试卷 (1)
20 /20 学年 第 2 学期
课程所属部门： 能源与动力学院 课程名称： 热交换器原理与设计
考试方式： 开卷 使用班级： 热能与动力工程（核电站集控运行）
命 题 人： 张翠珍 教研室主任审核： 主管领导批准：
题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分
得分
一、选择题（本题3题 ,每题3分,共9分） 本题
得分
1、在以多流程等复杂方式流动的热交换器中，通常先按（ ）算出对数平均温差，然后乘以考虑因其流动方式不同而引入的修正系数来确定其对数平均温差。
a. 纯叉流；b. 纯顺流；c. 纯逆流。
2、下图所示的换热器，是（ ）型管壳式换热器。
a. 2-1 b. 1-2 c 2-2
3、采用空气预热器回收烟气中余热，采用热管式换热器，管子上加翅片，翅片应该（ ）
a.低而厚 b. 高而薄 c 低而薄
二、问答题(本题4小题, 每题8分，共32分) 本题
得分
1、对两种流体参与换热的间壁式换热器,其基本流动式有哪几种?说明流动形式对换热器热力工作性能的影响.（8分）
班级 学号 姓名
南京工程学院试卷 共 5 页 第 2 页
2、试述平均温差法(LMTD法)和效能─传热单元数法(ε-NTU法)在换热器传热计算中各自的特点? （8分）
1 第三章 热交换器
一、 工艺及控制说明
本热交换器为双程列管式结构，起冷却作用，管程走冷却水（冷流）。含量30％的磷酸钾溶液走壳程（热流）。
工艺要求：流量为18441 kg/h的冷却水，从20℃上升到30.8℃,将65℃流量为8849 kg/h的磷酸钾溶液冷却到32℃。管程压力0.3MPa，壳程压力0.5MPa。
流程图详见图4-1。
图4-1 流程图画面
流程图画面“G1”中（图4-1）：阀门V4是高点排气阀。阀门V3和V7是低点排液阀。
P2A为冷却水泵。P2B为冷却水备用泵。阀门V5和V6分别为泵P2A和P2B的出口阀。P1A为磷酸钾溶液泵。P1B为磷酸钾溶液备用泵 。阀门V1和V2分别为泵P1A和P1B的出口阀。
FIC-1 是磷酸钾溶液的流量定值控制。采用ＰＩＤ单回路调节。
TIC-1 是磷酸钾溶液壳程出口温度控制，控制手段为管程冷却水的用量(间接关系)。采用ＰＩＤ单回路调节。
检测及控制点正常工况值如下：
TI-1 壳程热流入口温度为65℃ TI-2 管程冷流入口温度为20℃
TI-3 管程冷流出口温度为30.8℃左右 TIC-1 壳程热流出口温度为32℃
FR-1 冷却水流量18441 kg/h FIC-1 磷酸钾流量8849 kg/h 2 报警限说明（H为报警上限， L为报警下限）：
TIC-1 >35.0℃ (H) TIC-1 <28.0℃ (L)
FIC-1 >9500 kg/h (H) FIC-1 <7000 kg/h (L)
图4-2 控制组画面
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化工原理课程设计
换热器的设计
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学院：
学号：
指导老师：
2 目录
1.1概述………………………………………………………………3
1.2.换热器设计任务书………………………………………………3错误！未定义书签。
1.3换热器的结构类型………………………………………………4
1.4换热器材质的选择………………………………………………6
1.5设计方案简介……………………………………………………7
2.1设计参数…………………………………………………………10
2.2计算总传热系数…………………………………………………10
2.3工艺结构尺寸……………………………………………………11
2.4换热器核算………………………………………………………13
2.4.1.热流量核算………………………………………………13
2.4.2．换热器内流体的流动阻力……………………………15
3.1设计结果一览表…………………………………………………17
3.2主要符号说明……………………………………………………18
4.1设计心得…………………………………………………………18
5.1参考文献…………………………………………………………19
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1.1概述
列管式换热器又称为管壳式换热器，是最典型的间壁式换热器，历史悠久，占据主导作用，主要有壳体、管束、管板、折流挡板和封头等组成。一种流体在关内流动，其行程称为管程；另一种流体在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。
其主要优点是单位体积所具有的传热面积大，传热效果好，结构坚固，可选用的结构材料范围宽广，操作弹性大，因此在高温、高压和大型装置上多采用列管式换热器。为提高壳程流体流速，往往在壳体内安装一定数目与管束相互垂直的折流挡板。折流挡板不仅可防止流体短路、增加流体流速，还迫使流体按规定路径多次错流通过管束，使湍流程度大为增加。
