您好,欢迎访问三七文档
-1-第四章填空题:1、传热的基本方式有、和三种。2、导热系数的物理意义是,它的单位是。3、各种物体的导热系数大小顺序为。4、在湍流传热时,热阻主要集中在,因此,减薄该层的厚度是强化的重要途径。5、在间壁式换热器中,间壁两边流体都变温时,两流体的流动方向有、、和四种。6、无相变时流体在圆形直管中作强制湍流传热,在α=0.023λ/diRe0.8Prn公式中,n是为校正的影响。当流体被加热时,n取,被冷却时n取。7、某化工厂,用河水在一间壁式换热器内冷凝有机蒸汽,经过一段时间运行后,发现换热器的传热效果明显下降,分析主要原因是。8、当管壁及污垢热阻可忽略时,薄管壁求K公式可简化为:10111K此时若10,则有。9、努塞尔特准数Nu表示的准数,其表达式为,普兰特准数Pr表示的准数,其表达式为。10、蒸汽冷凝有和两种方式。11、总传热系数的倒数K1代表,提高K值的关键是。12、在卧式管壳式换热器中,用饱和水蒸气加热原油,则原油宜走程,而总传热系数K接近于的对流传热系数13、在管壳式换热器中,当两流体的温差超过时就应该采取热补偿措施。其基本形式有、和。14、写出四种间壁式换热器的名称、、及。选择题:1、两流体可作严格逆流的换热器是()A板翅式换热器BU型管式列管换热器C浮头式列管换热器D套管式换热器2、管壁及污垢热阻可略,对薄管壁来说,当两流体对流体热系数相差悬殊时(如0i),为有效提高K值,关键在于()A提高iB提高0-2-C减小垢层热阻D提高管内流体流量3、双层平壁定态热传导,两层壁厚面积均相等,各层的导热系数分别为1和2,其对应的温度差为1t和2t,若1t2t,则1和2的关系为()A12B12C1=2D无法确定4、空气、水、铁的导热系数分别是λ1、λ2和λ3,其大小顺序是()Aλ1λ2λ3Bλ1λ2λ3Cλ2λ3λ1Dλ2λ3λ15、对流体热速率=系数×推动力,其中推动力是()A两流体的温度差B流体与壁面(或反之)间的温度差C同一流体的温度差D流体的速度差6、计算液体无相变时在圆直管内对流传热系数,若可采用公式nrpNu8.0Re023.0,式中指数n为()A0.4B0.3C被加热时为0.4,被冷却时为0.3D被加热时为0.3,被冷却时0.47、水在无相变时在原直管中强制湍流,对流传热系数i为1000W/(m2.℃)若将水的流量增加1倍,而其他条件不变,则i为()A2000B1741C不变D5008、对间壁两侧流体一侧恒温,另一侧变温的传热过程,逆流和并流时mt大小为()A逆mt并mtB逆mt并mtC逆mt=并mtD无法确定判断题:1、保温材料应采用导热系数小的材料制作()2、管壳式换热器的传热面积既是管子截面积,可按照24idnS来计算()3、在对流传热时,热阻主要集中在缓冲层()4、导热系数λ,对流传热系数及总传热系数K都是表征物质性能的参数()5、对于符合121)11(K情况来说,若21时,要提高K值时则主要用提高1的值()6、换热器应采用导热系数大的材料来制造()-3-7、管壳式换热器设计时,腐蚀性的流体宜走管程(),而饱和水蒸气冷凝时宜走壳程()计算题:1、某炉壁由下列三种材料组成,内层是耐火砖,℃./4.11mW,mmb2301;中间是保温砖,℃./15.02mW,mmb1152;最外层是建筑砖,℃./8.03mW,mmb2303。今测得其内壁温度℃9001t,外壁温度℃804t。求(1)通过炉墙单位面积的热损失2/mW。(2)各层的温差。(3)各层接触面的温度。(假设各层接触良好)2、在一台套管式换热器中,用热水加热冷水。热水流量为2000hKg/,进口温度为80℃,冷水流量为3000hKg/,进口温度为10℃,热损失可略,且热水和冷水的比热容相等,都取为4.187℃//KgKJ。求(1)若要求将冷水加热到30℃,此时并流和逆流的平均温度差mt。(2)若要将冷水加入到40℃,采用并流能否完成任务?(计算后说明)3、有一列管换热器由Φ25×2.5mm,长为3m的60根钢管组成。热水走管内,其进、出口温度分别为70℃和30℃;冷水走管间,其进、出口温度分别为20℃和40℃,冷水流量为1.2Kg/s。两流体作逆流流动,假设热水和冷水的平均比热容均为4.2KJ/(Kg·℃),换热器的热损失可略。求:总传热系数K0。4、某列管换热器由Φ25×2.5mm的钢管组成。热空气流经管程,冷却水在管外与空气逆流流动。已知管内空气一侧的αi为50W/(m2·℃),污垢热阻Rsi为0.5×10-3(m2·℃)/W;水侧的α0为1000W/(m2·℃),污垢热阻Rso为0.2×10-3(m2·℃)/W。⑴求基于管外表面积的总传热系数K0⑵若管壁和污垢热阻可略①将αi提高一倍②将α0提高一倍,分别计算K0值。5、某列管式冷凝器的列管直径为Φ25×2.5mm。管内通冷却水,流量为2.5Kg/s。在新使用时,冷却水的进、出口温度分别为20℃和30℃。使用一段时间后,由于生成垢层,在冷却水进口温度和流量不变得情况下,冷水出口温度降为26℃。已知换热器的传热面积S0为16.5m2,有机蒸汽的冷凝温度为80℃(有机蒸汽在管外冷凝),求水垢层的热阻。6、某列管式换热器由多根Φ25×2.5mm的钢管所组成。某液体走管内,由20℃加热到55℃,其流量为15吨/时,流速为0.5m/s,比热容为1.76KJ/(Kg·℃),密度为858Kg/m3。加热剂为130℃的饱和水蒸汽,在管外冷凝。已知基于外表面积的总传热系数K0为774K/(m2·℃)。求⑴此换热器所需管数n。⑵单管长度L。-4-答案:1、热传导热对流热辐射2、单位温度梯度下的热传导通量,W/(m﹒℃)3、金属λ﹥非金属固体λ﹥液体λ﹥气体λ。4、滞流内层对流传热5、并流逆流错流折流6、热流方向、0.4、0.37、传热壁面上形成污垢、产生附加热阻、使K值下降。8、0K(1分)9、对流传热系数、lNu、物性影响、PCPr10、膜状冷凝,滴状冷凝11、间壁两侧流体间传热的总热阻、设法减小起决定作用的分热阻12、管,原油13、50℃、带补偿圈的固定管极式、U型管式、浮头式14、套管式、管壳式、平板式、翅片管式选择题:1、D2、B3、A4、B5、B6、C7、B8、C判断题:1、√2、×3、×4、×5、√6、×7、√8、√9、√、√计算题:1、解:设2t为耐火砖和保温砖之间接触面的温度。3t为保温砖和建筑砖之间接触面的温度。(1)由多层平壁定态热传导公式可以导出q:233221141673288.0767.0164.08208.023.015.0115.04.123.080900mWbbbttSQq(3分)(2)1t、2t、3t分别为耐火砖层,保温砖层和建筑砖层的温差。因是多层平壁的定态热传导,故qqqq321(1分)由111btq可得,℃6.1104.123.0673111bqt(1分)-5-℃0.51615.0115.0673.222bqt(1分)℃5.1938.023.0673.333bqt(1分)(3)℃4.7896.110900112ttt(1分)℃4.2730.5164.789223ttt(1分)2、解(1)求并流和逆流时的mt①先求都已知℃,此时1122,,,,30,tTWWcctTchpcph,把已知量代入:1221QttcWTTCWpccphh分)℃(,可解出350103036003000803600200022TcTcpcph②求mt并流:207030105080=,=小大tt℃-=-小大小大9.392070ln2070lntttttm(2分)逆流:)(245240502225.14050405010305080分℃故,,因,小大小大小大tttttttm(2)采用并流冷却水可能达到的最高温度受到限制,在极限情况下,2max2Tt(1分)由热量衡算式可得:pcphpccphhccttcWtTcW,但1max2max21,即有:℃3836003000360020003600300010360020008011max2chch(3分)说明:要将冷水加热到38℃以上,采用并流是无法完成的。(要加热到40℃,根本无法完成)(1分)3、解:由总传热速率方程可知:0K=mtSQ0-6-⑴求Q,当Q损=0时,分21001.12040102.42.15312wttCWQPCC⑵求S0。分213.143025.014.360200mLdnS⑶求逆mt。2040307010,30小大tt2.1810301030nnmttttt小大小大逆℃⑷3932.1813.141001.1500mtSQKw/(m2•℃)4、解:⑴求K0.)5(/2.370269.0110001102.00225.0025.0450025.002.0025.0105.002.050025.011123300000分℃mWRddbddRddKSOmisiii⑵当管壁和污垢热阻可略,①且℃2'/1005022mWii则℃2'00/740135.011000102.0100025.01110mWddKii(2分)②将0提高一倍,即℃20'0/2000100022mW此时℃2'000/390255.012000102.050025.0111mWddKii5、解:(1)换热器新使用时:①wttcwQpce3312107.104)2030(10187.45.2)((2分)-7-②8.5430802080ln)3080()2080(ln小大小大tttttm℃(2分)③)/(1168.545.16107.1042300℃mwtSQKm(2分)④总热阻为w/m1062.81161K1R230℃)(===(1分)(2)换热器使用一段时间后:①wttcwQpce3312108.62)2026(10187.45.2)((1分)②9.5626802080ln)2680()2080(ln小大小大tttttm℃(1分)③)/(9.669.565.16108.622300℃mwtSQKm(1分)④此时总热阻为w/m1049.19.661K1R220℃)(===(1分)(3)水垢层热阻siR:33201028.61062.81049.1RRddRisiw/m2℃)((1分)故00502.0025.002.01028.63siRw/m2℃)((1分)6、解:(1)由流量方程式求所需管数n。24dunws根318585.0)02.0(4360010154232udwns(2分)(2)求单管长度L。①先求Q。wttcwQpcc3331210257)2055(1076.136001015)((2分)②求mt。-8-℃小大小大915513020130ln)55130()20130(lntttttm(2分)③求S0230065.39177410257QSmtkm=(1分)④求L。mdnSL5.1025.014.33
本文标题:第四章传热习题
链接地址:https://www.777doc.com/doc-2168195 .html