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化工原理—传热复习题讲诉

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化工原理：传热习题(含答案)

化工原理：传热习题(含答案)

第四章 传热一、填空题：1、在包有二层相同厚度保温材料的园形管道上，应该将 材料包在内层，其原因是 ， 导热系数小的 减少热损失 降低壁面温度2、厚度不同的三种平壁，各层接触良好，已知321b b b >>；导热系数321λλλ<<。

在稳定传热过程中，各层的热阻R 1 R 2 R 3 各层的导热速率Q 1 Q 2 Q 3 在压强恒定的条件下，空气的粘度随温度降低而—————————— 。

解①R 1>R 2>R 3 ， Q 1=Q 2=Q 3 ②降低 3、①物体辐射能力的大小与 成正比，还与 成正比。

②流体沸腾根据温度差大小可分为 、 、 、三个阶段，操作应控制在 。

因为40100⎪⎭⎫⎝⎛==T c E E b εε ∴E ∝T 4 ，E ∝ε ②自然对流 泡状沸腾 膜状沸腾 泡状沸腾段 4、①列管式换热器的壳程内设置折流的作用在于 ，折流挡板的形状有 等。

②多层壁稳定导热中，若某层的热阻最大，则该层两侧的温差 ；若某层的平均导热面积最大，则通过该层的热流密度 。

解①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②最大 ， 最小 5、①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 ；有腐蚀性液体走管 ；粘度大或流量小的流体走管 。

①外， 内 ，内 ， 内 ， 外 6、①在一卧式加热器中，利用水蒸汽冷凝来加热某种液体，应让加热蒸汽在 程流动，加热器顶部设置排气阀是为了 。

②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 ； 解 ①壳程 ， 排放不凝气，防止壳程α值大辐度下降 ②提高管程值 α ， 提高壳程值α 7、①间壁换热器管壁wt 接近α 侧的流体温度；总传热系数K 的数值接近 一侧的α值。

②对于间壁式换热器：mt KA t t Cp m T T Cp m ∆=-=-)()(122'2211'1等式成立的条件是 、 、 。

化工原理—传热复习题讲诉

化工原理—传热复习题讲诉

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迢＞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辽＞②；B、④〉③迄＞①；C、③〉④边＞①；D、③迄＞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（）oA、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；A8、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（）。

A、5%;B、6%;C、7%;D、8%;A9、某套管换热器由？108 x 4mm和?55 x 2.5mm钢管组成，流体在环隙间流动，其当量直径为（）mm。

化工原理 第四章 传热-例题

化工原理 第四章 传热-例题

t2 −t1 30−15 = 0.176 = P= T −t1 100−15 1
T −T2 100−40 R= 1 = = 4.0 t2 −t1 30−15
查 附 22，ϕ∆t = 0.92 图 录
∴∆tm =ϕ∆t ∆tm,逆 = 0.92×43.7 = 40.20C
又冷却水终温提到350C， 逆流时： 100 →40
35← 35 ←15 65 25
65−25 ∆ m,逆 = t = 41.90C 65 ln 25
解： （1）求以外表面积为基准时的传热系数 取钢管的导热系数λ=45W/m·K， 冷却水测的污垢热阻Rs1=0.58×10-3 m2·K/W CO2侧污垢热阻Rs2=0.5×10-3 m2·K/W 则：
1 1 bd1 d1 1 d1 = +R1 + +R 2 + s s K α d2 α2 d2 λdm 1
100→40
30 ← 15
70 25
t t ∆ 2 −∆ 1 70−25 = t ∴∆ m,逆 = = 43.70C 70 t ∆2 ln ln 25 t ∆1
并流时：
热流体 ： 100→40 冷流体 ：
15→30
85 10
∆t2 −∆ 1 85−10 t 0 ∆ m,并 = t = ∆2 t 85 = 35 C ln ln ∆1 t 10
解：此题为单层圆筒壁的热传导问题。 已知条件： 蒸汽导管外表面的半径 r2＝0.426/2＝0.213m ＝ 温度 t2＝177℃ 保温层的外表面的半径 r3＝0.213＋0.426＝0.639m ＋ ＝ 温度 t3＝38℃ 由：
t 2 − t3 Q= ln r3 r2 2π l λ
可得每米管道的热损失为：

化工原理传热复习讲解

化工原理传热复习讲解

n' n

d d'

2
u' u
nd 2 n 'd '2
2
'
u '0.8 d
0.2


u


d
'

2
Α‘=2200 W/(m2·K)
（3）换热面积为原来5倍，换热管尺寸不变，换热管根数应为原来5倍，流通截面积 为原来5倍，流速只有原来的1/5，雷诺数也只有原来1/5为2000，层流，此时传热系 数计算公式发生了变化，计算结果为传热系数只有原来的1/10。
查得 46 10 28℃ 时
2
Q ms1r ms1c p146 10 29.3 2.89 32.19kW
c p1 0.963kJ / (kg K)
为求A1、A2就应求出两段交界处冷却水温度
ms2c p2 32 5 Q
t 32 Q1 32 29.3 7.45℃
作业题
化工原理
24、单程列管换热器，内有37根25mm2.5mm、 长3m的换热管。今拟采用此换热器冷凝并冷却 CS2饱和蒸汽，自饱和温度46 oC冷却到10 oC ， CS2在壳程冷凝，其流量为300kg/h, 冷凝潜热 为351.6kJ/kg。冷却水在管程流动，进口温度为 5 oC ，出口温度为32 oC ，与CS2冷凝液逆流流 动。已知CS2冷凝段和冷却段的总传热系数分 别为K1=291,K2=174。问此换热器是否适用？ （传热面积A及总传热系数均以外表面积计）
传热面积增加5倍，传热系数（该换热器取决于管程）减小为1/10，新换热器不 仅不能使水的出口温度提高，反而会使其降低。

传热复习题讲解

传热复习题讲解

传热一、填空题：1.工业上冷热流体间的传热方式有_______、_______、______。

答案：间壁式蓄热式直接混合式2.热量传递的方式主要有三种: ______、________、_______。

答案：热传导热对流热辐射3传导传热的傅立叶定律表达式为____，其符号各代表_______，_____和______。

答案：ｄQ/ｄτ＝－λAｄt/ｄδ,ｄQ/ｄτ表示单位时间传递的热量,－表示温度向降低方向传递,A表示传热面积,λ表示导然系数和ｄt/ｄδ表示温度梯度。

4. 影响给热系数α的因素有________。

答案：流体种类、流体性质、流体流动状态和传热壁面的几何尺寸5. 由多层等厚度平壁构成的传热壁面, 若某层所用材料的导热系数越大，则该壁面的热阻就越_______,其两侧的温度差越______。

答案：小小6. 定态导热是指______不随时间而改变。

答案：传热系统中各点的温度仅随位置变7. 影响传导传热系数的因素有__________。

答案：物质种类和组成,物质的内部结构和物理状态、温度、湿度、压强等8.牛顿冷却定律公式为_____, 其符号各代表______、_____和______。

答案：Q＝αA（T－t w）, Q表示传热速度、α表示传热系数、A表示对流传热面积、T表示热流体主体平均温度和t w表示为低温流体壁面温度。

9.在包有二层相同厚度但导热系数不同的保温材料的圆形管道上，应该将____材料放在内层，道理是______，_____。

答案：导热系数小的减少热损失降低壁面温度10.在多层平壁定态导热中，通过各层的传热速率____________答案：相等。

11. 在流体与固体壁面间发生的对流传热中，热阻主要集中在_________。

答案：滞流内层中12.在热交换过程中，两侧流体的相互流向有________。

答案：并流、逆流、折流、错流13.多层壁面导热的总热阻等于________。

答案：多层热阻之和14. 在列管式换热器中,用饱和蒸汽加热空气，传热管的壁面温度接近_______气（或汽）的温度,总传热系数K接近______气（或汽）的对流给热系数.答案：蒸气空气15. 强化传热的方法之一是提高K值. 要提高K值,则应改善对流给热系数______的一侧的传热条件（给热系数小的还是大的）答案：提高给热系数较小一侧的给热系数。

化工原理传热典型例题题解

化工原理传热典型例题题解
m o C
不计热损失，求所测材料导热系数的近似值λ’ 、准确值λ、相对误差。
解： （1）近似值λ’
q t1 t 2
q Q 40 3 W 3 . 54 10 A 0.785 0.12 2 m2
'
q ' t1 t 2
（2）准确值λ
q
Hale Waihona Puke 2 air air
w 14.4 2 o m C
3
w 100 20 397 m
加保温材料之后
Q' L t1 t4 r 1 2 3 r 1 r 1 2 1 1 1 ln 1 ln 1 ln 1 2 1 r1 2 2 r1 1 2 3 r1 1 2
解：
Q L
Q L
t1 t 3 r1 1 r1 1 2 1 1 ln ln 2 1 r1 2 2 r1 1
350 100 1 20 5 1 20 5 30 ln ln 2 3.14 16 20 2 3.14 0.2 20 5 w 397 m
2）若保持其它条件和流量不变,流通管的管内径 d 减小1倍, 变为原来的多少倍? 一定要考虑到流速的变化.
u2 d 1 u1 d 2
2

d1 d1 2
4
2
u2 2 4 0.8 21.6 u1 1.8 2 0.2 0.2 0.2 1 d2 2 1 d 1 2
T '20 ln T '80
Q 69.6o C AK '
60 69.6 T '20 ln T '80

化工原理习题4传热复习资料

化工原理习题4传热复习资料

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。

化工原理 第四章 传热 复习题

化工原理 第四章 传热 复习题

7、有一碳钢制造的套管换热器，内管直径为 、有一碳钢制造的套管换热器， φ89mm×3.5mm，流量为 × ，流量为2000kg/h的苯在 的苯在 内管中从80℃冷却到50℃ 内管中从 ℃冷却到 ℃。冷却水在环隙 从15℃升到 ℃。苯的对流传热系数 ℃升到35℃ αh=230W/（m2·K），水的对流传热系数 ），水的对流传热系数 （ ）， αc=290W/（m2·K）。忽略污垢热阻。试求： ）。忽略污垢热阻 （ ）。忽略污垢热阻。试求： 冷却水消耗量； ①冷却水消耗量；②并流和逆流操作时所 需传热面积； 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， 传热面积与并流时的相同，计算冷却水出 口温度与消耗量， 口温度与消耗量，假设总传热系数随温度 的变化忽略不计。
4、热量传递有三种基本方式，其中描述传导 、热量传递有三种基本方式， 定律。 传热的定律是 定律。 A．牛顿冷却定律 B．傅立叶定律 ． ． C．菲克定律 D．分配定律 ． ．
5、有一单程列管换热器，传热面积为5m2， 、有一单程列管换热器，传热面积为 由φ25mm×2.5mm的管子组成。用初温为 × 的管子组成。 的管子组成 25℃的水将机油由 ℃的水将机油由200℃冷却至 ℃冷却至100℃，水 ℃ 走管内，油走管间。 走管内，油走管间。已知水和机油的质量 流量分别为1200kg/h和1400kg/h，其比热容 流量分别为 和 ， 分别为4.2 kJ/（kg·℃）和2.0 kJ/（kg·℃）； 分别为 （ ℃ （ ℃ 水侧和油侧的对流传热系数分别为1800W/ 水侧和油侧的对流传热系数分别为 （m2·℃）和200W/（m2·℃）。两流体呈 ℃ （ ℃）。两流体呈 逆流流动，忽略管壁和污垢热阻， 逆流流动，忽略管壁和污垢热阻，忽略热 损失。试校核该换热器是否合用？ 损失。试校核该换热器是否合用？

(仅供参考)化工原理(华理)-传热--[考研大题]

(仅供参考)化工原理(华理)-传热--[考研大题]

− KA
t2 − t = (1 − e qmCp )(T − t )
− KA
GC pdt = qmC p (t2 − t )dτ = q m C p (1 − e qm C p )( T − t )d τ
∫ ∫ G
t终 dt t初 T − t
− KA
= qm (1 − e ) qmC p
τ
dτ
0
τ
=
2
α
∝
qv0.8 d 1.8
α2 = (qV 2 )0.8 ( d1 )1.8 α1 qV 1 d2
α
∝
qv0.8 d 1.8
u2
∝
NP n
⇒α
∝ ( NP n
)0.8
u0.8 α ∝ d 1.8
∝
N 0.8 P
n0.8d 1.8
四、 换热器的设计型计算
以冷却为例：
热量衡算： ( qm1cp1 T1 − T2 ) = ( qm2cp2 t1 − t2 ) = Q 传热速率： Q = ( qm1cp1 T1 − T2 ) = KA∆tm
t1 0
T1
t1 0
并流 ∆t
t A0
T1 T2 t2 t2
A0
Q = KA∆tm
∆t
A
T2 ∆t
逆流 ∆t
A
T2 t1 A
对数平均温度 ∆tm 的特点
∆tm
=
∆t1 − ∆t2 ln ∆t1
∆t2
1、∆tm 恒< ∆（t 算术平均推动力）
2、∆tm 靠近 ∆t1和 ∆t2中小的一个。
3、逆流优于并流，∆t逆 > ∆t并
+
Ri
d0 di

“化工原理”第4章_《传热》_复习题

“化工原理”第4章_《传热》_复习题

“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。

东华大学化工原理传热复习题

东华大学化工原理传热复习题

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。

化工原理传热复习题答案

化工原理传热复习题答案

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。

化工原理传热例题精要

化工原理传热例题精要

2018/11/25
例5：在φ 60mm×3.5mm的钢管外包有两层绝 热材料，里层为40mm的氧化镁粉，平均热导率 λ=0.07 w/m·k，外层为20mm的石棉层，其平均热 导率λ=0.15w/m·k.现用热电偶测得管内壁的温度 为500℃，最外层表面温度为80℃，管壁的热导 率λ=45w/m·k。试求每米管长的热损失及保温层 界面的温度。
2 3.14 （500 t 3） 则191 1 0.03 1 0.07 ln ln 45 0.0265 0.07 0.03
t 3 132℃
2018/11/25
例6φ50mm×5mm的不绣钢管，热导率λ1=16w/m·k ，外包厚度为30mm的石棉，热导率λ2=0.2w/m·k. 若不锈钢管内壁温度为 350℃，保温层外壁温 度为100℃。试求每米管长的热损失。
试求平壁内的温度分布关系式和导热热通量。
2018/11/25
• 解：将平壁热导率按壁内平均温度取为常数:
• 平壁内的平均温度tm=（1650+300）/2=975℃
• 按此平均温度求热导率的平均值:
• λm=0.815+0.00076 × 975）=1.556w/m· ℃
• 热通量:q=Q/S=λm（t1-t2）/b=1.556×（1650-300） /0.37=5677w/m2
K≈α
空气
' ' ' ' t wc (t 2 30) wc 0.8 t m m ( ) wc 50 t m wc 61.66
2018/11/25
t m
'
wc 0.2 t 2 30 ( ) 61.66 wc 50
'
120 30 (120 t 2 ) 120 30 ln 120 t 2 1 0.2 t 2 30 ( ) 61.66 2 50

化工原理(第四版)习题解--第四章--传热

化工原理(第四版)习题解--第四章--传热

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℃tt ==计算加热器平壁外表面温度1t ，./()W m λ=⋅016℃231212t t t t b b λλ--= (1757530)025*********t --= ..145025********t=⨯+=℃ 【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／℃　003tt W m b mλ==⋅=，则单位表面积的冷量损失为()()../.q t t W m bλ=-=-=-2120043328358 003【4-3】用平板法测定材料的热导率，平板状材料的习题一侧用电热器加热，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 =⋅=⨯=()12AQ t t bλ=-.().()12392002002280100Qb A t t λ⨯==-- ()./218W m =⋅℃【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·℃)。

传热复习题.

传热复习题.
11．在稳定变温传热中，流体的流向选择（）时，传热平均温差最大。
A、并流；B、逆流；C、错流；D、折流。
12．工业生产中，沸腾传热应设法保持在（）。
A、自然对流区；B、核状沸腾区；C、膜状沸腾区；D、过渡区。
13．下列哪一种不属于列管式换热器（）。
A、U型管式；B、浮头式；C、螺旋板式；D、固定管板式。
答案：小小
6.定态导热是指______不随时间而改变。
答案：传热系统中各点的温度仅随位置变
7.影响传导传热系数的因素有__________。
答案：物质种类和组成,物质的内部结构和物理状态、温度、湿度、压强等
8.牛顿冷却定律公式为_____,其符号各代表______、_____和______。
答案：Q＝αA（T－tw）, Q表示传热速度、α表示传热系数、A表示对流传热面积、T表示热流体主体平均温度和tw表示为低温流体壁面温度。
①加热器应置于该空间的上部；②冷凝器应置于该空间的下部。正确的结论应该是（）。
A、这两种说法都对；B、这两种说法都不对；
C、第一种说法对，第二种说法不对；D、第一种说法不对，第二种说法对。
36．利用水在逆流操作的套管换热器中冷却某物料。要求热流体的进出口温度及流量不变。
今因冷却水进口温度升高，为保证完成生产任务，提高冷却水的流量，其结果使Δtm ()。
A、400℃的蒸汽；B、300℃的蒸汽；C、200℃的蒸汽；D、150℃的热流体。
10．在管壳式换热器中，用饱和蒸气冷凝以加热空气，下面两项判断为（）。
甲：传热管壁温度接近加热蒸气温度。乙：总传热系数接近于空气侧的对流传热系数。
A、甲、乙均合理；B、甲、乙均不合理；C、甲合理、乙不合理；D、甲不合理、乙合理

(完整版)化工原理传热复习题.doc

(完整版)化工原理传热复习题.doc

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。

化工原理传热计算题

化工原理传热计算题

化工原理传热计算题
在化工工艺中，传热是一个重要的计算问题。

传热计算常根据热传导、对流传热和辐射传热三种不同的机制进行分析。

热传导是物质内部热量传递的机制，其计算可以根据傅立叶定律进行。

傅立叶定律表明，传导热流密度与温度梯度成正比。

传热的计算公式可以表示为:
q = -k * A * (dT/dx)
其中，q表示单位时间传导热量，k是物质的热导率，A是传热面积，(dT/dx)是单位长度温度梯度。

对流传热是指通过流体的对流传递热量的机制。

其计算需要考虑流体的流动动力学特性和换热系数。

一般情况下，对流传热可以使用努塞尔数（Nu）来描述。

根据对流传热公式，传热率可以表示为:
q = h * A * (ΔT)
其中，q表示传导热量，h是换热系数，A是传热面积，ΔT是流体之间的温度差。

辐射传热是通过电磁波辐射传递热量的机制。

辐射传热的计算涉及辐射热通量、辐射发射率和辐射吸收系数等参量。

根据斯特藩-玻尔兹曼定律，辐射传热的计算公式可以表示为:
q = ε * σ * A * (T^4-T_s^4)
其中，q表示单位时间辐射传导热量，ε是辐射发射率，σ是斯特藩-玻尔兹曼常数，A是传热面积，T是物体表面温度，T_s是周围介质温度。

在实际的传热计算中，常常需要结合以上各种传热机制并考虑物料的特性和实际条件，综合分析并得出准确的结果。

这些传热计算可以应用于各种化工工艺中，例如换热器设计、反应器的冷却等。

化工原理--传热习题及答案

化工原理--传热习题及答案

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（）。

“化工原理”第5章_《传热》_复习题

“化工原理”第5章_《传热》_复习题

“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。

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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；A8、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（）。

A、5%；B、6%；C、7%；D、8%；A9、某套管换热器由Ø108×4mm和Ø55×2.5mm钢管组成，流体在环隙间流动，其当量直径为（）mm。

A、53；B、45；C、50；D、58；B10、对在蒸汽-空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中（）在工程上是可行的：A、提高空气流速；B、提高蒸汽流速；C、采用过热蒸汽以提高蒸汽温度；D、在蒸汽一侧管壁上加装翅片，增加冷凝面积并及时导走冷凝液A11、判断下面关于系统进行稳定传热时的说法哪一个是错误的，错误的是（）A、通过一定传热面的传热速率不随时间变化，为一定值；B、系统中任一点的温度维持恒定；C、总的传热速率等于通过垂直于热流方向的各层传热面的传热速率之和；D、系统中任一传热面上的热通量在过程中不变；C12、在常压水蒸气冷凝加热空气，空气平均温度为20℃，则壁温约为（）A、20℃；B、100℃；C、60℃；D、49.7℃。

B13、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、表面粗糙，颜色较深；C、表面粗糙，颜色较浅；D、表面光滑，颜色较深。

A二、填空题1、对流传热总是概括地着眼于壁面和流体主体之间的热传递，也就是将边界层的和边界层外的合并考虑，并命名为给热。

答案：热传导；对流传热2、给热是以和的差作为传热推动力来考虑问题的。

答案：流体的平均温度；壁面温度3、流体在垂直管内自上而下流动同时被加热时，其对流传热系数比用普通准数关联式计算的结果要。

答案：大4、金属的导热系数大都随其纯度的增加而，随其温度的升高而。

答案：增大；减小5、在工程计算中，对两侧温度分别为t1,t2的固体，通常采用平均导热系数进行热传导计算。

平均导热系数的两种表示方法是或。

答案；；6. 对流传热的热阻主要集中在，因此，是强化对流传热的重要途径。

答案：滞流内层；减薄湍流内层的厚度7、在λ、μ、ρ、cp 这4个物性参数中，若值大，对流传热系数就增大；若值大，对流传热系数就减小。

答案: λ、ρ、cp ；μ8、流体在圆形直管内作强制湍流流动，若传热推动力增大1倍，则对流传热速率增大倍。

答案：19、由核状沸腾转变为膜状沸腾时的温度差称为。

这时单位时间、单位面积所传递的热量称为。

答案：临界温度差；临界热负荷10、工业上常见的载热体加热剂有、、热水、联苯混合物，熔盐(KNO353%，NaNO240%, NaNO37%)等。

答案：饱和蒸汽；烟道气11、工业上常见的载热体冷却剂有冷水、、等。

答案：空气；冷冻盐水12、换热器在使用一段时间后，传热速率会下降很多，这往往是由于的缘故。

答案：传热管表面有污垢积存13、根据冷热流体的接触情况，两种流体实现热交换的形式有、混合式换热和三种。

答案：间壁式换热、蓄热式换热三、计算题1、某燃烧炉的平壁由耐火砖、绝热砖和普通砖三种砌成，它们的导热系数分别为1.2W/(m·℃)，0.16 W/(m·℃)和0.92 W/(m·℃)，耐火砖和绝热转厚度都是0.5m，普通砖厚度为0.25m。

已知炉内壁温为1000℃，外壁温度为55℃，设各层砖间接触良好，求每平方米炉壁散热速率。

2、在外径100mm的蒸汽管道外包绝热层。

绝热层的导热系数为0.08 W/(m·℃)，已知蒸汽管外壁150℃，要求绝热层外壁温度在50℃以下，且每米管长的热损失不应超过150W/m，试求绝热层厚度。

3、Φ38×2.5mm的钢管用作蒸汽管。

为了减少热损失，在管外保温。

第一层是50mm厚的氧化锌粉，其平均导热系数为0.07 W/(m·℃)；第二层是10mm厚的石棉层，其平均导热系数为0.15 W/(m·℃)。

若管内壁温度为180℃，石棉层外表面温度为35℃，试求每米管长的热损失及两保温层界面处的温度？4、有一外径为150mm的钢管，为减少热损失，今在管外包以两层绝热层。

已知两种绝热材料导热系数之比λ2/λ1=2，两层绝热层厚度相等皆为30mm。

试问应把哪一种材料包在里层时管壁热损失小。

设两种情况下两绝热层的总温差不变。

5、为保证原油管道的输送，在管外设置蒸汽夹。

对一段管路来说，设原油的给热系数为420 W/(m·℃)，水蒸气冷凝给热系数为104 W/(m·℃)。

管子规格为φ35×2mm钢管。

试分别计算Ki和K0，并计算各项热阻占总热阻的分率。

6、一套管换热器，用热柴油加热原油，热柴油与原油进口温度分别为155℃和20℃。

已知逆流操作时，柴油出口温度50℃，原油出口60℃，若采用并流操作，两种油的流量、物性数据、初温和传热系数皆与逆流时相同，试问并流时柴油可冷却到多少温度？t T t T t t C W T C W t C W T C W Q Q C W KS t KS Q C t C W C W tC W T C W Q Q m pc c ph h pc c ph h c h ph h m m pc c ph h pc c ph h ch ''2'2'2'2''2'20)/(135ln /)](135[)20()155()1(862.14.56)30/95ln()3095()2060()50150(则并流时：则逆流时：解：---=∆-=-∆=∆==∴∆==-=∆-=-∆=∆=7、一套管换热器，冷、热流体的进口温度分别为55℃和115℃。

并流操作时，冷、热流体的出口温度分别为75℃和95℃。

试问逆流操作时，冷、热流体的出口温度分别为多少？假定流体物性数据与传热系数均为常量。

8、某平壁燃烧炉是由一层耐火砖与一层普通砖砌成，两层的厚度均为100mm ，其导热系数分别为0.9W/（m·℃）及0.7W/（m·℃）。

待操作稳定后，测得炉膛的内表面温度为700℃，外表面温度为130℃。

为了减少燃烧炉的热损失，在普通砖外表面增加一层厚度为40mm 、导热系数为0.06W/（m·℃）的保温材料。

操作稳定后，又测得炉内表面温度为740℃，外表面温度为90℃。

设两层砖的导热系数不变，试计算加保温层后炉壁的热损失比原来的减少百分之几？C t C T t T t T T t T t t t t t T t T t t T t C W T C W C W KS t KS Q Ct C W C W C W C W tC W T C W Q Q m pC C phh ph h m m pC C ph h pC C ph h pC C ph h c h 0'20'2'2'2'2'2'2'2'221'21'22'21'2'2'2'203.767.9355115]2/)(30[55.01152/)(302/)(11555551155511555.041.3620/60ln /)2060(557595115==-=--+=--+=∆+∆=∆∴∆=∆∴-=∆-=∆-=-∴-=-=∴∆==-=∆=∴-=-∆=∆=解得）（）（逆流时：）（）（则解：并流时：。