化工原理传热课后题答案

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

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

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

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

化工原理课后习题解答

（夏清、陈常贵主编

.化工原理.天津大学出版社.）

东哥整理 2012.6.24

第一章 流体流动

1. 某设备上真空表的读数为 13.3×103 Pa,试计算设备内的绝对压强与表压强。已知该地区大气压强为 98.7×10 Pa。

解：由 绝对压强 = 大气压强 – 真空度 得到：

设备内的绝对压强P绝 = 98.7×103 Pa -13.3×103 Pa

=8.54×103 Pa

设备内的表压强 P表 = -真空度 = - 13.3×10 Pa

2．在本题附图所示的储油罐中盛有密度为 960 ㎏/? 的油品，油面高于罐底 6.9 m，油面上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为 760 mm 的圆孔，其中心距罐底 800 mm，孔盖用14mm的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为39.23×106 Pa ，

问至少需要几个螺钉？

分析：罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力 即 P油 ≤ ζ螺

解：P螺 = ρgh×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762 150.307×103 N

ζ螺 = 39.03×103×3.14×0.0142×

第二章 吸收习题解答

1从手册中查得101.33KPa、25℃时,若100g水中含氨1g,则此溶液上方的氨气平衡分压为0.987KPa。已知在此组成范围内溶液服从亨利定律,试求溶解度系数H(kmol/ (m3·kPa))及相平衡常数m。 解: (1) 求H 由PNH3??CNH3H.求算.

已知:PNH3??0.987kPa.相应的溶液浓度CNH3可用如下方法算出:

以100g水为基准,因为溶液很稀.故可近似认为其密度与水相同.并取其值为

1000kg/m3.则:

1CNH3?17?0.582kmol/m3100?1 1000CNH30.5823?H???0.590kmol/(m?kPa)?PNH30.987yNH3??mNH3xNH3P1(2).求m.由17xNH3??0.01051100?1718yNH3?0.00974m???0.928xNH30.0105yNH3??PNH3??0.987?0.00974101.33

2: 101.33kpa、1O℃时,氧气在水中的溶解度可用po2=3.31×106x表示。式中:Po2为氧在气相中的分压,kPa、x为氧在液相中的摩尔分数。试求在此温度及压强下与空气充分接触后的水中,每立方米溶有多少克氧.

容器A 中的气体表压为60kPa ，容器B中的气体真空度为1.2×I0Pa ,试分别求出A 、B二容器中气体的绝对压力为若干帕，该处环境的大气压力等于标准大气压力

解：标准大气压力为101.325kPa

容器A 的绝对压力PA = 101.325 +60=161.325 kPa 容器B 的绝对压力PB=101.325-12=89.325 kPa

[1-2] 某设备进、出口的表压分别为-12kPa 和157kPa，当地大气压力为101.3kPa。试求此设备的进、出口的绝对压力及进、出的压力差各为多少帕。 解:进口绝对压力

出口绝对压力P出=101.3+157 = 258.3 kPa

进、出口的压力差△P=157-(-12) =157+12=169kPa或△P=258.3-89.3=169 kPa

[1-8] 如图所示，容器内贮有密度为1250kg/m的液体，液面高度为3.2m。容器侧壁上有两根测压管线，距容器底的高度分别为2m及1m ，容器上部空间的压力(表压)为29.4kPa。试求: (1)压差计读数(指示

液密度为1400kg/m); (2) A 、B 两个弹簧压力表的读数。 解：容器上部空间的压力P=29.4kPa (表压) 液体密度

第二章 吸收习题解答

1从手册中查得101.33KPa、25℃时,若100g水中含氨1g,则此溶液上方的氨气平衡分压为0.987KPa。已知在此组成范围内溶液服从亨利定律,试求溶解度系数H(kmol/ (m3·kPa))及相平衡常数m。 解: (1) 求H 由PNH3??CNH3H.求算.

已知:PNH3??0.987kPa.相应的溶液浓度CNH3可用如下方法算出:

以100g水为基准,因为溶液很稀.故可近似认为其密度与水相同.并取其值为

1000kg/m3.则:

1CNH3?17?0.582kmol/m3100?1 1000CNH30.5823?H???0.590kmol/(m?kPa)?PNH30.987yNH3??mNH3xNH3P1(2).求m.由17xNH3??0.01051100?1718yNH3?0.00974m???0.928xNH30.0105yNH3??PNH3??0.987?0.00974101.33

2: 101.33kpa、1O℃时,氧气在水中的溶解度可用po2=3.31×106x表示。式中:Po2为氧在气相中的分压,kPa、x为氧在液相中的摩尔分数。试求在此温度及压强下与空气充分接触后的水中,每立方米溶有多少克氧.

容器A 中的气体表压为60kPa ，容器B中的气体真空度为1.2×I0Pa ,试分别求出A 、B二容器中气体的绝对压力为若干帕，该处环境的大气压力等于标准大气压力

解：标准大气压力为101.325kPa

容器A 的绝对压力PA = 101.325 +60=161.325 kPa 容器B 的绝对压力PB=101.325-12=89.325 kPa

[1-2] 某设备进、出口的表压分别为-12kPa 和157kPa，当地大气压力为101.3kPa。试求此设备的进、出口的绝对压力及进、出的压力差各为多少帕。 解:进口绝对压力

出口绝对压力P出=101.3+157 = 258.3 kPa

进、出口的压力差△P=157-(-12) =157+12=169kPa或△P=258.3-89.3=169 kPa

[1-8] 如图所示，容器内贮有密度为1250kg/m的液体，液面高度为3.2m。容器侧壁上有两根测压管线，距容器底的高度分别为2m及1m ，容器上部空间的压力(表压)为29.4kPa。试求: (1)压差计读数(指示

液密度为1400kg/m); (2) A 、B 两个弹簧压力表的读数。 解：容器上部空间的压力P=29.4kPa (表压) 液体密度

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