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各大名牌高校化工原理考研真题之传热3

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【大连理工大学，2003，四】有一单管程列管换热器，传热面积为40m 2(按外表面积计)，共有25 2.5mm mm φ⨯的传热管86根，现用该换热器以循环水冷却流量为28000kg/h 的石油产品，石油产品走壳程，循环水走管程，两流体逆流换热。

实际测得石油产品的进、出口温度分别为90℃和50℃，冷却水的进、出口温度分别是25℃和40℃，已知石油产品的比热容为2.8KJ/kg ，水的有关物性分别为：密度3=995kg/m ρ 粘度-3=0.810Pa s μ⨯⋅ 比热Cp=4.17kJ/(kg K)⋅ 导热系数=0.618W/(m K)λ⋅ 试求： 1、冷却水用量2、该换热器总换热系数3、管程和壳程的传热膜系数（又称表面传热系数）（可忽略两侧的污垢热阻）4、由于污垢积累，石油产品的出口温度升高，为使石油产品出口温度仍为50℃，需增加冷却水量使得冷却水出口温度为35℃时，石油产品出口温度达到50℃，估算两侧污垢热阻之和为多少（各物性数据可视为不变，忽略管壁热阻）。

解：1、由题意：22211112()()Q m Cp t t m Cp T T =-=- 解得 250136/13.93/m kg h kg s ==2、由1得，51112()8.7110Q KA t m Cp T T =∆=-=⨯12211221()()36.1lnT t T t t C T t T t ---∆==︒--解得()2603.2/K W m K =⋅ 3、流速 ()2213.93/9950.52/0.028644i V u m s d n ππ=== 30.020.52995Re 129350.810i d u ρμ-⨯⨯===⨯ 4.170.8Pr 5.40.618p C μλ⨯===()()0.80.40.80.420.023Re Pr 0.6180.02312935 5.40.022716.8/i id W m K λα==⨯⨯⨯=⋅ 由11o O O i id K d αα=+得 ()2834.9/O W m K α=⋅4、12211221(')()'38.04'lnT t T t t C T t T t ---∆==︒--由1112()Q KA t m Cp T T =∆=-得()2'572.42/K W m K =⋅52118.910/'so R m K W K K-=-=⨯⋅ 【大连理工大学，2004，四】某厂内有一台单管程列管换热器，欲用120℃的饱和蒸汽将某种水溶液进行加热，水溶液走管程。

现场测得溶液的流量为25000kg/h 、入口温度为22℃、出口温度为73℃。

已知该换热器有25 2.5mm mm φ⨯的管子共56根，管长为3m 。

溶液在平均温度下的物性数据为：粘度-3=0.610Pa s μ⨯⋅，比定压热Cp=4.1kJ/(kg K)⋅，热导率=0.66W/(m K)λ⋅。

整齐侧表面传热系数420h =1.110W/(m K)⨯⋅。

若不计热损失及管壁热阻和蒸汽侧污垢热阻。

试求：1、溶液在管内的对流表面传热系数（也称传热膜系数）2、管程污垢热阻的大小3、若改用双管程的换热器（管长、管径、管数与上述换热器相同），在其它条件相同情况下，溶液的出口温度为多少？（物性参数及污垢热阻等不变） 解：1、流速 ()2225000/3600/10000.395/0.025644i V u m s d n ππ=== 430.020.3951000Re 13164100.610i d u ρμ-⨯⨯===⨯＞4.10.6Pr 3.720.66p C μλ⨯=== ()()0.80.40.80.420.023Re Pr 0.660.02313164 3.720.022534.9/i id W m K λα==⨯⨯⨯=⋅ 11o O O i id K d αα=+得 ()21712.3/O K W m K =⋅ 2、()122112ln m o t t KA t K n d l mCp t t t t π∆-∆∆=⨯⨯=-∆∆ 解得()210596/K W m K =⋅3、双管程后流速变为原来的2倍，则()0.82'24413.5/i i W m K αα==⋅()21''m KA t mCp t t ∆=- 解得2'37.1t C =︒【华东理工大学，1998，六】一套管换热器用133℃的饱和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 ，但其进出口温度欲维持不变，试问此时饱和蒸汽温度应为多少才能满足要求？此时饱和蒸汽冷凝量为原工况的百分之几？（设在两种工况下蒸汽冷凝热阻、管壁热阻、垢层热阻及热损失均可忽略，且氯苯在管内作湍流流动。

忽略两工况下饱和蒸汽汽化潜热的变化） 解：由题意：2221()m Q KA t m Cp t t =∆=-整理得，122122'ln''ln T t m T t T t m T t --=--解得'74.6T C =︒''100%56.1%m T m T=⨯=【华东理工大学，1999，二】某列管式换热器，壳程通以0.2MPa(绝)的饱和蒸汽，可将一定量的冷水从25℃加热至65℃.若加热蒸汽的压强及水的入口温度保持不变，水的出口温度降为63℃，求此时换热器的热流量较原工况有何变化（以原工况的相对比值表示）？计算时可忽略垢层、管壁及蒸汽侧的热阻，水在管内作湍流流动。

0.2MPa （绝）的饱和蒸汽温度为120℃。

解：由题意m Q KA t =∆'' 1.02m mt Q Q t ∆==∆ 【华东理工大学，2000，七】用某热流体与甲苯在一台列管式换热器中进行逆流换热。

列管的管内径为25mm ，甲苯走管内，入口温度t 1=20℃,出口温度t 2=80℃；热流体走管外，入口温度T 1=200℃,出口温度T 2=120℃。

已知此时热流体的对流给热系数α1=1000W/m 2·K ，甲苯的对流给热系数为α2=800W/m 2·K 。

现把甲苯的流量增大50%，试求：（1）热流体的出口温度为多少？（2）新工况的热流量Q ’较原来增加了多少？（已知甲苯的Re>104，Pr>0.7，管壁热阻可忽略，流体物性随温度的变化可忽略） 解：（1）由题意' 1.5m m = 流速' 1.5u u =0.80.40.80.023Pr ' 1.5i i i i id u d ρλαμαα⎛⎫= ⎪⎝⎭= 由 21()p o m Q mC t t K A t =-=∆ 可得，0.2'1.5 1.08m mt t ∆==∆【华东理工大学，2001，二】一列管式换热器，内有192mm mm φ⨯钢管33根，管长1.5m ，单管程。

现将此换热器用来冷凝某工艺物料的蒸汽，壳程蒸汽冷凝温度为90℃，蒸汽侧热阻、管壁热阻可忽略。

冷却水走管程，进口温度t 1=15℃,流量为21m 3/h 。

试求：（1）蒸汽冷凝量为多少？冷却水的出口温度为多少？（2）夏季时，冷却水进口温度为25℃时，若冷却水流量不变，则蒸汽冷凝量为多少？已知冷却水比热Cp=4180J/kg ·K ，粘度=1Pa s m μ⋅,密度3=1000kg/m ρ，导热系数=0.6W/(m K)λ⋅，物料蒸汽汽化潜热γ=1.2×106J/kg 。

（设以上物性不随温度而变） 解：（1）由题意 ()2221/36001.0/0.0153344i V u m s d n ππ=== 4430.015 1.01000Re 1.510101.010i d u ρμ-⨯⨯===⨯⨯＞ 34180 1.010Pr 6.970.6p C μλ-⨯⨯===()0.80.420.023Re Pr 4384.84/i iW m K d λα==⋅由2221()p o m Q m C t t K A t =-=∆得2212ln p i m C T t T t n dl απ-=- 整理解得283.1t C =︒22211()p Q m C t t m γ=-=解得1138.4/m kg s =（2）由22211(')'p Q m C t t m γ=-=得1'118.1/m kg s =【华东理工大学，2003，六】一管壳式换热器由38根25 2.5mm mm φ⨯，长3m 的钢管组成。

110℃的饱和蒸汽通入壳程，加热管程中的甲苯，蒸汽冷凝对流给热系数为10000W/m 2℃，甲苯流量为7kg/s ，入口温度为30℃。

甲苯的比热为1840J/kg ℃。

该流量条件下，甲苯侧的对流给热系数为1090W/m 2℃。

管壁很薄，可忽略管壁及两侧的垢层热阻。

试求： （1）此时，甲苯的出口温度为多少？（2）现因生产需要，甲苯的处理量增加50%，蒸汽冷凝对流给热系数视作不变，甲苯的出口温度为多少？解：（1）由2221()p o m Q m C t t K A t =-=∆得2212ln p i m C T t T t n dl απ-=- 整理解得294.6t C =︒ （2）' 1.5u u =0.82' 1.51507.6/()i i W m C αα==⋅︒ 2212lnp i m C T t T t n dlαπ-=- 整理解得2'83.1t C =︒【华南理工大学，1999，三】有两台单壳程的换热器，传热面积均为20m 2,每台加热器均由64根27 3.5mm mm φ⨯钢管组成，壳程为170℃的饱和水蒸气冷凝（冷凝潜热γ=2054KJ/kg ），空气入口温度t 1=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，通过每台换热器的空气流量均等。

此时空气的对流传热系数38W/（m 2·℃），求空气的出口温度t 2及水蒸气的总冷凝量W 0为多少？（2）若两台换热器改为串联使用，问此时空气的出口温度t 2’及水蒸气的总冷’凝量W 0’为多少？（设空气物性不随温度压力改变，Cp=1 KJ/kg ·℃） 解：（1）由题意，两台换热器并联使用时，,2i i A A =并； 传热过程的控制热阻在空气侧，则i i K α≈； 由12T T t t →→，列式得，2121,12()()lni i t t Q K A mCp t t T t T t -==---并代数计算得到， 293.78t =℃ 由21()Q m mCp t t γ==-水得，21()0.078/279.46/mCp t t m kg s kg h γ-===水（2）由题意，两台换热器串联联使用时，'2u u =；0.82'''()66.16/()i i i u K W m K uαα≈==⋅由212112(')'2(')ln'i it t Q K A mCp t t T t T t -==---得， 2121.43t =℃由21'(')Q m mCp t t γ==-水得，21(')0.111/400.62/mCp t t m kg s kg h γ-===水【华南理工大学，2002，二，2】锅炉的蒸发量为9080kg/h ，要求进入锅炉的水温为65℃，但原水温度为21℃，故需用一卧式列管换热器将水加热到所需温度，加热蒸汽为108℃的饱和水蒸气，冷凝传热系数为10400kcal/m 2·h ·℃。

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一、填空选择题（每题2分，共50分）
1．如图1-1所示虹吸装置。忽略在管内流动损失，虹吸管出口与罐
底部相平，则虹吸管出口处的流速u＝
。
图1-1
【答案】 【解析】由伯努利方程：
代入数据计算即可
得。
2．离心泵用来输送常温的水，已知泵的性能为：Q＝0.05m3/s时，
17．提高干燥器中空气出口湿度，则空气的消耗量会
推动力将
。
，干燥
【答案】减少；减小
【解析】空气消耗量L＝W/（H2－H1），H2增大，则L减小。干燥 器推动力与温度差有关，温度差越小，推动力越小。
18．恒沸精馏操作中加入挟带剂的作用是
。
【答案】以提高各组分间相对挥发度的差别，使其得以分离。
【解析】对于挥发度相近的物系，夹带剂与原有组分所形成的恒沸 液的性质决定了恒沸精馏的流程。
R＝－79.2mm，即B侧水银柱高A侧79.2mm。
2．（15分）用板框过滤机加压过滤某悬浮液。一个操作周期内过 滤20分钟后，共得滤液4m3。（滤饼不可压缩，介质阻力忽略不计）若 在一操作周期内共用去洗涤时间和拆装时间为30分钟。求：
华北电力大学03到08传热学真题

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08年北京9个题七个考过或者是类似的类似题为什么被称作“温室效应”气体？（15分）2. 试分析在大空间饱和沸腾和凝结两种情况下，如果存在少量不凝结气体会对传热效果分别产生什么影响？并简要说明原因通过热电偶测量烟道内烟气的温度。

将热电偶的接点看作直径是1mm的圆球，其导热系数为35 ，密度为8500 ，比热320 .热电偶和烟气之间的表面传热系数为210 ，不考虑辐射的影响，如果要求热电偶的测温误差不超过1%，试问至少应经过多长时间才可以读数？最后一个是黑体模型那个的题很多书都有，好好看下往年的题和书专业课应该没问题07.08年北京没试题，凭记忆说点吧07年一.15个选择很简单的(75分）二试分析在大空间饱和沸腾和凝结两种情况下，如果存在少量不凝结气体会对传热效果分别产生什么影响？并简要说明原因。

（15分）问法不是这样但是一样的题三Nu和Bi的区别，及各自的物理意义（15分）四已知对流换热过程的热边界层温度场表示为t=a-by+cy（y的二次方），壁温为Tw，主温度为Tf，流体导热系数为，求表面换热系数（15分）五（04年八题）用裸露的热电偶测量炉膛烟气温度，热电偶读数=792 。

已知水冷壁壁面温度=600 ，烟气对热电偶表面的对流换热表面传热系数为58.2 ，热电偶的表面发热率。

试求炉膛烟气的真实温度和测量误差。

若要提高测量精度，应该考虑采取哪些措施？（15分）六求角系数：两个题书上有原题：第三版301页的8—6的a和b两个06年北京华北电力大学（北京）2006年硕士研究生入学试题考试科目：传热学（A）试题内容：1. 为什么被称作“温室效应”气体？（15分）2. 试分析在大空间饱和沸腾和凝结两种情况下，如果存在少量不凝结气体会对传热效果分别产生什么影响？并简要说明原因。

（20分）3. 太阳能集热器的吸收板表面有时覆以一层选择涂层，使表面吸收阳光的能力比本身辐射能力高出很多倍。

请问这一现象与基尔霍夫（Kirchhoff）定律（善于吸收者必善于辐射）是否矛盾？为什么？（15分）4. 如果两无限大平行板之间充满牛顿流体，当其中一块平板静止，而另一块平板以恒定的速度沿长度方向运动时，会引起平板间流体的层流粘性流动。

陈敏恒《化工原理》(第3版)课后习题(含考研真题)(热、质同时传递的过程 课后习题详解)

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13.2 课后习题详解（一）习题过程的方向和极限13-1 温度为30℃、水汽分压为2kPa的湿空气吹过如表13-1所示三种状态的水的表面时，试用箭头表示传热和传质的方向。

表13-1解：已知：t＝30℃，P＝2kPa，与三种状态水接触。

求：传热、传质方向（用箭头表示）查水的饱和蒸汽压以Δt为传热条件，为传质条件，得：表13-213-2 在常压下一无限高的填料塔中，空气与水逆流接触。

入塔空气的温度为25℃、湿球温度为20℃。

水的入塔温度为40℃。

试求：气、液相下列情况时被加工的极限。

（1）大量空气，少量水在塔底被加工的极限温度；（2）大量水，少量空气在塔顶被加工的极限温度和湿度。

解：已知：P＝101.3kPa，，逆流接触。

求：（1）大量空气，少量水，（2）大量水，少量空气，（1）大量空气处理少量水的极限温度为空气的湿球温度（2）大量水处理少量空气的极限温度为水的温度且湿度为查40℃下，过程的计算13-3 总压力为320kPa的含水湿氢气干球温度t＝30℃，湿球温度为t w＝24℃。

求湿氢气的湿度H（kg水/kg干氢气）。

已知氢-水系统的α/k H≈17.4kJ/（kg·℃）。

解：已知：P＝320kPa，t＝30℃，氢水-水系统，求：H（kg水/kg干氢气）查得24℃下，13-4 常压下气温30℃、湿球温度28℃的湿空气在淋水室中与大量冷水充分接触后，被冷却成10℃的饱和空气，试求：（1）每千克干气中的水分减少了多少？（2）若将离开淋水室的气体再加热至30℃，此时空气的湿球温度是多少？图13-1解：已知：P＝101.3 kPa，求：（1）析出的水分W（kg水/kg干气）（1）查水的饱和蒸汽压（2）设查得与所设基本相符，13-5 在t1＝60℃，H1＝0.02kg/kg的常压空气中喷水增湿，每千克的干空气的喷水量为0.006kg，这些水在气流中全部汽化。

若不计喷入的水本身所具有的热焓，求增湿后的气体状态（温度t2和湿度H2）。

各大名牌高校化工原理考研真题之传热1

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【2005，中国石油大学（华东），计算题3】现有两台单壳程单管程的传热面积均为i A =20m 2的列管式空气加热器，每台加热器均由64根φ57×3.5mm 钢管组成，壳程为170℃的饱和水蒸气冷凝（冷凝潜热为2054kJ/kg ），空气入口温度t 1=30℃，流量为2.5kg/s ，以湍流方式通过管内。

（该传热过程的控制热阻在空气侧）。

（1）若两台换热器并联使用，通过每台换热器的空气流量均等，此时空气的对流传热系数为38W/(m 2·K)，求空气的出口温度t 2及水蒸气的总冷凝量为多少？（2）若两台换热器串联使用，问此时空气的出口温度t 2′及水蒸气的总冷凝量为多少？假设空气的物性不随温度及压力而变化，视为常数，c p =1kJ/(kg ·K)。

忽略热损失。

解：（1）由题意，两台换热器并联使用时，,2i i A A =并； 传热过程的控制热阻在空气侧，则i i K α≈； 由12T T t t →→，列式得，2121,12()()ln i i t t Q K A mCp t t T t T t -==---并代数计算得到， 293.78t =℃ 由21()Q m m C p t t γ==-水得，21()0.078/279.46/mCp t t m kg s kg h γ-===水（2）由题意，两台换热器串联联使用时，'2u u =；0.82'''()66.16/()i i i u K W m K u αα≈==⋅本题涉及到换热器选用的串并联问题，需要注意，串并联时传热面积和流速发生的变化，以及对传热结果带来的影响。

另外，热流体只放出冷凝潜热时，温度恒定为T ，这也是解题的一个突破口。

由212112(')'2(')ln 'i it t Q K A mCp t t T t T t -==---得，2121.43t =℃由21'(')Q m m C p t t γ==-水得，21(')0.111/400.62/mCp t t m kg s kg hγ-===水【2006，中国石油大学（华东），计算题3】某车间需将流率为30m 3/h 、浓度为10％的NaOH 水溶液由20℃预热至60℃，溶液走管程，然后加热压强为19.62kPa （表压）的反应器内，其流程如图所示。