化工原理传热题库及答案

第四章 《传热》练习题

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； 答案：C

2、揭示了物体辐射能力与吸收率之间关系的定律是（ A、斯蒂芬-波尔兹曼定律； C、折射定律； B、克希霍夫定律； D、普郎克定律； 答案：B

）。

3、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； 体；

答案：A、C、D；B、E、F

4、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；

答案:A、B、C、D、E

F、被冷却的流 5、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

化工原理天津大学第二版

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（ ）C 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；

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、Ｆ

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； 3、影响对流传热系数的因素有( )。A、B、C、D、E

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；

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：A

A、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 du 常数 当管径增大时，a. u l/d， u综合以上结果， A 1/d根据

1.82

0.8

2

/d

0.2

1/d

1.8

传热

【当前章节】传热过程分析与计算【当前难度】1

1、在一列管换热器中，用水冷凝某有机蒸汽，蒸汽温度为50℃，凝液在饱和温度下排出，水温由25℃升至40℃，此时该换热器的平均传热温差为（C）。 A.25℃ B.10℃ C.16.4℃ D.17.5℃

2、在一列管式换热器中用温度为t1的冷却水将某一热流体由温度T1降至T2。有人认为采出逆流可以比并流节省冷却水的用量。此说法（A）* A.有道理，可以实现

B.有道理，但实际上不能实现 C.没道量，不可能实现 D.不好说

3、对一个换热器而言，其传热单元数越多，说明该换热器的传热能力（A） A.越强 B.越弱

C.传热能力与传热单元数无关 D.不好说

4、在设计和选择换热器时，压强很高的流体应安排其走哪程（A） A.管程 B.壳程

C.如何安排无关紧要 D.不好说

5、在设计和选择换热器时，作为加热介质的饱和蒸汽应安排其走哪程（B） A.管程 B.壳程

C.如何安排无关紧要 D.不好说

6、利用水在逆流操作的套管换热器中冷却某物料，要求热流体温度T1、T2及流量qm1不变。今因冷却水进口温度t1增高，为保证完成生产任务，提高冷却水的流量qm2，问总传热系数K、总传热速率Q、平均传热温

4.1 概述

传热是指由于温度差引起的能量转移，又称热传递。由热力学第二定律可知，凡是有温度差存在时，热就必然从高温处传递到低温处，因此传热是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递现象。无论在能源、宇航、化工、动力、冶金、机械、建筑等工业部门，还是在农业、环境保护等其他部门中都涉及到许多有关传热的问题。 应予指出，热力学和传热学两门学科既有区别又有联系。热力学不研究引起传热的机理和传热的快慢，它仅研究物质的平衡状态，确定系统由一种平衡状态变到另一种平衡状态所需的总能量；而传热学研究能量的传递速率，因此可以认为传热学是热力学的扩展。热力学(能量守恒定律)和传热学(传热速宰方程)两者的结合，才可能解决传热问题：

化学工业与传热的关系尤为密切；这是因为化工生产中的很多过程和单元操作，都需要进行加热和冷却。

例如：①化学反应通常要在一定的温度下进行，为了达到并保持一定的温度，就需要向反应器输入或从它输出热；

②在蒸发、蒸馏、干燥等单元操作中，都要向这些设备输入或输出热：③化工设备的保温，生产过程中热能的合理利用以及废热的回收等

都涉及传热的问题。

由此可见，传热过程普遍地存在于化工生产中，且具有极其重要的作用。

化工生产中对传热过程

1 化工原理题库

第一章 流体流动

一、名词解释（每小题2分）

1、法定计量单位

由国家以命令形式规定允许使用的计量单位。

2、稳定流动

流动系统中各截面上的流速、压强、密度等各有关物理量仅随位置变化不随时间变化。

3、不稳定流动

流动系统中各截面上的流速、密度、压强等随位置及时间而变。

4、流动边界层

流体流过壁面时，如果流体润湿壁面，则必然形成速度梯度很大的流体层叫流动边界层。

5、边界层分离

流体在一定条件下脱离壁面的现象叫边界层的分离。

6、速度梯度

du dy

速度梯度，即在与流动方向垂直的y 方向上流体速度的变化率。 7、牛顿黏性定律

dy

du μτ= 8、当量长度e l

把流体流过某一管件或阀门的局部阻力折算成相当于流过一段与它直径相同、长度为 e l 的直管阻力。所折算的直管长度称为该管件或阀门的当量长度。

9、因次分析法

用维数不多的无因次数群代替较多的变量，对一个复杂的物理现象可简化实验工作，该方法称为因次分析法。

10、相对粗糙度 ε /d —相对粗糙度。

11、黏性与黏度

运动流体内部产生的阻碍流体向前运动的特性。

S y

u F ??=μ，μ—比例系数，流体的黏性愈大，其值愈大，所以称为粘滞系数或动力黏度，简称黏度。

12、点速度

流通截面上某一点

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； C

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、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、F

3、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、E

4、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

传热

概念：

1、传热的三种基本方式

2、如何测定及如何提高对流传热的总传热系数K 4、如何强化传热

计算公式

（1）热量衡算（有相变、无相变）K的计算、平均温度差、总传热速率方程、传热面积的计算（判别是否合用）（例4－8）

（2）流体在圆形管内作强制湍流流动时α计算式（公式、条件），粘度μ对α的影响。 （3）实验测K (例4－9)

（4）换热器操作型问题（求流体出口温度，例4－10）

二 实验题（10）

1．利用过热蒸汽进行传热实验的过程中，若运行一段时间后，传热膜系数下降，可能的原因是什么？如何解决？

2. 蒸汽冷凝传热时，为什么要排放不凝性气体？内管壁温接近于哪一侧流体的温度？ 3. 为了提高换热器的总传热系数K，应提高空气侧，还是水侧的?和S？为什么？ 换热器中冷热流体的流动方向有几种，当选择流向时应如何考虑？

4．阐述液体沸腾曲线的基本形状，一般沸腾应处于什么状态才能达到较好的换热效果？

1、（4分）换热器中冷热流体的流动方向有：逆流，并流，折流和错流。 （1分）

当采用逆流时，在传热量和总换热系数一定的情况下，换热器的传热面积较小，另外，采

用逆流还可以节省加热介质或冷却介质的用量。通常，换热器尽可能采用

习 题

1. 如附图所示。某工业炉的炉壁由耐火砖λ1=1.3W/（m·K）、绝热层λ2=0.18W/（m·K）及普通砖λ3=0.93W/（m·K）三层组成。炉膛壁内壁温度1100oC，普通砖层厚12cm，其外表面温度为50 oC。通过炉壁的热损失为1200W/m2，绝热材料的耐热温度为900 oC。求耐火砖层的最小厚度及此时绝热层厚度。

设各层间接触良好，接触热阻可以忽略。

已知：λ1=1.3W/m·K，λ2=0.18W/m·K，λ3=0.93W/m·K，T1＝1100 oC，T2＝900 oC，T4

＝50oC，?3＝12cm，q＝1200W/m2，Rc＝0

求： ?1＝？?2＝？ 解： ∵q???T?

∴?1＝?1T1?T21100?900?1.3??0.22m q1200 又∵q??2T2?T3?2??3T3?T4?3??2?3??2?3T2?T4

∴

?2T2?T4?3900?500.12?????0.579m2?K/W ?2q?312000.93得：∴?2?0.579?2?0.579?0.18?0.10m

习题1附图 习

《化工原理实验》（传热、干燥 、蒸发）（总分100分）

一 选择题（每空2分，共30分）

1 对蒸汽-空气体系的传热实验，你认为 A 方案对强化传热在工程中是可行的。

A提高空气的流速 B 提高蒸汽的压强 C 采用过热蒸汽以提高传热温差 D 在蒸汽侧管壁上加装翅片

2在干燥实验中，提高空气的进口温度则干燥速率____A____；若提高进口空气的湿度则干燥速率_____B_______

A提高 B 降低 C 不变 D 不确定

3换热器中冷热流体一般为逆流流动，这主要是为了 B

A减少流动阻力 B减少冷却剂用量 C提高传热系数

4在换热器上输水器的作用是排放冷凝液，截留蒸汽，当其发生阻塞，会导致 C

A 不凝性气体增多 B被加热流体的流量增大 C 换热器的总传热系数减小 D 冷流体出口温度上升 5 湿空气经预热后，空气的焓增大，而 A

A

传热习题课

1． 有一套管换热器，用热水加热空气，内管为Φ34×2mm的铜管，管内走空气，其流量

为m1kg/h，比热为Cp1,需要从20℃加热到50℃，热水走夹套，流量为m2kg/h，其比热为Cp2，逆流操作，测得温度由100℃降到70℃，假设流体在管内和夹套流动为湍流流动，问

（1） 在下列方程中，四个温差△t1,△t2,△t3,△t4是否相等，分别为多少，为什么？

Q = m1 Cp1△t1 = m2 Cp2△t2 = KA△t= αA△t4

（2） 如果流动方式改为并流时，若要使得进出口温度不变，其平均温差各为多少？

两种流动换热欲达到同样温度，哪一种流动方式需要的管子长？

（3） 在传热过程中，水对壁的对流传热系数为α1，壁对空气的对流传热系数为α2，

总传热系数为K，问①α1 ,α

2 ,K

的值是否相等，为什么？②若管内空气改为

冷水，α1 ,α2 ,K此时是否相等，为何？

（4） 当空气流量增加到时2m1，要达到同样加热温度，而且热水出口温度也不变，

提出以下两种方案，你认为哪种可行，哪种较好？①管长增大一倍，②管子直径减小一倍。

解： ⑴ △t1 =空气的出口温度-空气的进口温度=50℃-20℃=30℃ △t2 =热水的出