6 传热作业

化工原理

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传热

概述

1. 按冷热流体的接触状况，传热过程有哪三种基本方式？

2. 传热按机理分为哪几种？

3. 若热流体走管内，冷流体走管外，两流体通过间壁的传热包括那几个过程？

热传导

1. 对于三层圆筒壁的定态热传导，若 Q1、Q2、Q3为从内向外各层的导热量，则它们之间的关系为____。

A. Q1=Q2=Q3 B.Q3>Q2>Q1 C.Q1>Q2>Q3 D. Q1、Q2、Q3之间无法比较

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. 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?t1和?t2，若?t1>?t2，则?1和?2的关系为 。

A ?1?2 C ?1=?2 D 无法确定

5.圆筒壁的定态热传导与平壁的定态热传导有何区别？

化工原理

平壁的热传导

6.平壁炉的炉壁由三种材料所组成，内层是耐火砖，?1?1.07W/?m.℃?，b1?200mm；中间是绝缘砖，?2?0.14W/?m.℃?，b2?100mm；最外层是钢板，?3?45W/?m.℃?，b3?6mm。若耐火砖层内表面温度t1?1150（2）实验测得热℃，钢板外表面温度t4?30℃。求（1）导热的热通量q。损失为300W/m2，试分析原因并计算附加热阻R附。

多层圆筒壁的热传导

7. 外径为100mm的蒸汽管，外面包有一层50mm厚的绝缘材料A,λA=0.05W/(m.℃)，其外再包一层50mm厚的绝缘材料B,λB=0.075W/(m.℃)，若绝缘A的内表面及绝缘BB的外表面温度各为170℃及38℃,试求：（1）每米管长的热损失；（2）A、B两种材料的界面温度；（3）若将两种材料保持各自厚度，但对调位置，比较其保温效果。假设传热推动力保持不变。

化工原理

对流给热

1.对流传热速率方程的表达式为 ，其中温度差代表 。

2.对流给热系数的主要影响因素有（1） （2） （3） ____________________（4） （5） 。

3.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 。

4.水在管内作湍流流动，若使流速提高到原来的2倍，则其对流传热系数约为原来的 __ 倍；管径改为原来的1/2而流量相同，则其对流传热系数约为原来的 倍。（设条件改变后仍在湍流范围）

5.在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在 _______ ，减少热阻的最有效措施是 ____________________________ 。

【无相变强制湍流给热系数】

6. 某蒸汽在套管换热器中冷凝，内管为Φ25×2.5mm钢管，管长2m。蒸汽走管外，冷却水走管内，流速为1 m/s，进口温度为20℃，出口温度为50℃。求⑴管壁对水的对流给热系数。⑵若将管内径缩小1/2，且设流速及其它条件都不变，此时对流给热系数有何变化？

沸腾给热与冷凝给热

1.试说明流体有相变化时的对流传热系数大于无相变时的对流传热系数的理由。

化工原理

2.在大容积沸腾时液体沸腾曲线包括 、 和 三个阶段。实际操作应控制在 。在这一阶段内，传热系数随着温度差的增加而____________。

3.蒸汽冷凝有 和 两种方式。

4. 沸腾传热过程中，增大过热度，其沸腾对流传热系数 。

A． 增大 B. 减小 C. 不变 D. 可能增大，也可能减小

热辐射

1. 温度相差100℃的两灰体间进行辐射传热，现因某种原因，两者的温度各下降了10℃，则此时的辐射传热量与原来的相比将 。

A. 不变 B.变大 C. 变小 D.不确定

2. 在200~600℃在时，氧化铜的黑度大于氧化铝的黑度。则氧化铝的发射能力 氧化铜的发射能力。 (A) 大于 (B) 等于 (C) 小于 (D) 传热过程的计算

传热过程的数学描述

1. 有一套管换热器，在内管中空气从20℃被加热到50℃，环隙内有120℃的水蒸气冷凝，则内管壁的温度接近 ℃。

(A) 35 (B) 77.5 (C) 120 (D) 100

2.冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90 ℃，出口温度为50 ℃，冷水进口温度为15 ℃，出口温度为53 ℃，冷热水的流量相同，且假定冷热水的物性相同，则热损失占传热量的 ________。

3．圆筒壁总传热系数K与间壁两侧对流传热系数α1，α2以及间壁导热系数λ的关系为_________。当间壁管规格为φ108×4，导热系数为45W·m-1·K-1时，管内外两侧的对流传热系数分别为8 000 W·m-2·K-1和1200 W·m-2·K-1时，总传热系数K1=_____ W·m-2·K-1，总传热系数K2=_______ W·m-2·K-1。

传热过程基本方程式

1. 冷热流体在换热器中进行无相变逆流传热，换热器用久后形成垢层，在同样的操作条件下，与无垢层相比，结垢后的换热器的K ，?tm 。

A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 不确定

2.用常压蒸馏塔的塔底重油加热原油。重油的初始温度为300℃，最终温度为220℃；原油的初始温度为25℃，最终温度为180℃；若采用并流操作，其平均温差为____，若采用逆流操作，其平均温差为_____。由上述结果可知：当热交换双方流体无相变，且进出口温度不变时，采用___操作的传热平均温差比___操作的传热平均温差大，对热交换有利。

3 在蒸气—空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中的_____工程上可行。 A. 提高蒸气流速 B. 提高空气流速

C. 采用过热蒸气以提高蒸气温度 D. 在蒸气一侧管壁加装翅片，增加冷凝面积

化工原理

换热器的设计型计算

1. 某列管式冷凝器的列管规格为Φ25 mm×2.5 mm。有机蒸汽在管外冷凝，管内通冷却水，冷却水的流量为2.5 kg/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的情况下，冷却水的出口温度降为26℃。已知基于外表面的传热面积为16.5 m2，有机蒸汽的冷凝温度为80℃，求水垢层的热阻。

2.某车间需要安装一台换热器，将流量为30 m3/h，浓度为10℅的某溶液由20℃预热至60℃。加热剂为127℃的饱和蒸汽。该车间现库存一台两管程列管式换热器，其规格为：管径Φ25mm×2mm，管长3 m，总管数72根。

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问库存的换热器能否满足传热任务？已知定性温度下，溶液的物性数据为：ρ=1100 kg/m；λ=0.58 W/(m·℃)；

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CP=3.77 kJ/(kg·℃)；μ=1.5×10Pa·S。钢的导热系数为46.5 W/(m·℃)；设污垢热阻总和为∑R垢

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=0.0003(m2·℃)/W；蒸汽走管外，其冷凝对流传热系数为α0=1×10 W/(m2·℃)。

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