化工原理传热题库

一填空

(1) 在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于 空气 侧的对流传热系数，而壁温接近于 饱和水蒸汽 侧流体的温度值。

(2) 热传导的基本定律是 傅立叶定律 。间壁换热器中总传热系数K的数值接近于热阻 大 （大、小）一侧的?值。间壁换热器管壁温度tW接近于?值 大 （大、小）一侧的流体温度。由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈小，则该壁面的热阻愈 大 （大、小），其两侧的温差愈 大 （大、小）。

(3)由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈大，则该壁面的热阻愈 小 ，其两侧的温差愈 小 。

(4)在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在 滞离层内（或热边界层内） ，减少热阻的最有效措施是 提高流体湍动程度 。

(5) 消除列管式换热器温差应力常用的方法有三种，即在壳体上加 膨胀节 、 采用浮头式 或 U管式结构 ；翅片管换热器安装翅片的目的是 增加面积，增强流体的湍动程度以提高传热系数 。 (6) 厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知b1>b2>b3，导热系数?1 R2 > R3，各层导热速率Q1 = Q2 = Q3。

(7) 物体辐射能力的大小与 黑度 成正比，还与 温度的四次方 成正比。

(8) 写出三种循环型蒸发器的名称 中央循环管式 、 悬筐式 、 外加热式 。

(9) 在大容积沸腾时液体沸腾曲线包括 自然对流 、 泡核沸腾 和 膜状沸腾 三个阶段。实际操作应控制在 泡核沸腾 。在这一阶段内，传热系数随着温度差的增加而 增加 。

(10) 传热的基本方式有 传导 、 对流 和 辐射 三种。热传导的基本定律是???傅立叶定律?其表达式为???dQ= -?ds?t?n???。

(11) 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 1.74 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 3.48 倍。（设条件改变后仍在湍流范围）

(12) 导热系数的单位为 W/（m·℃） ，对流传热系数的单位为 W/（m2·℃） ，总传热系数的单位为 W/（m2·℃） 。 二、选择

1 已知当温度为T时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度＿D＿耐火砖的黑度。

A 大于 B 等于 C 不能确定 D 小于

2 某一套管换热器，管间用饱和水蒸气加热管内空气（空气在管内作湍流流动），使空气温度由20℃升至80℃，现需空气流量增加为原

来的2倍，若要保持空气进出口温度不变，则此时的传热温差应为原来的 A 倍。

A 1.149 B 1.74 C 2 D 不定 3 一定流量的液体在一?25×2.5mm的直管内作湍流流动，其对流传热系数?i=1000W/m2·℃；如流量与物性都不变，改用一?19×2mm的直管，则其?将变为 D 。

A 1259 B 1496 C 1585 D 1678 4 对流传热系数关联式中普兰特准数是表示 C 的准数。 A 对流传热 B 流动状态 C 物性影响 D 自然对流影响

5 在蒸气—空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中的＿B＿在工程上可行。

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

6 在两灰体间进行辐射传热，两灰体的温度差为50℃，现因某种原因，两者的温度各升高100℃，则此时的辐射传热量与原来的辐射传热量相比，应该＿B＿。

A 减小 B 增大 C 不变

7 在单效蒸发器中，将某水溶液从14%连续浓缩至30%，原料液沸点进料，加热蒸汽的温度为96.2℃，有效传热温差为11.2℃，二次蒸气的温度为75.4℃，则溶液的沸点升高为 D ℃。

A 11.2 B 20.8 C 85 D 9.6

8 为蒸发某种粘度随浓度和温度变化较大的溶液，应采用＿B＿流程。

A 并流加料 B 逆流加料 C 平流加料 D 双效三体并流加料 三、计算

1试推导出表示具有内部热源的实心球体的温度分布公式。已知：Ro 球体半径，m；To 球体表面的恒定温度，℃；qo 每单位球体体积在单位时间内所产生热量，J/(m3?h)；?o 球体材料的导热系数，J/(m?h??C)。 解： 球体积 V根据傅立叶热传导公式：

43?43?r3， 球表面积

A?4?r2

?rqo???oArdr??3?oqoRo3dtdr???o4?r2dtdr

所以

dt

?3?oqo2积分上式得： ?r

T?To?rdr??ToTdt

12(Ro?r)?23?oqo(T?To)

qo6?o(Ro?r)

22 2 一卧式列管冷凝器，钢质换热管长为3m，直径为?25×2mm。水以0.7m/s的流速在管内流过，并从17℃被加热到37℃。流量为1.25kg/s、温度为72℃烃的饱和蒸气在管外冷凝成同温度的液体。烃蒸气的冷凝潜热为315kJ/kg。已测得：蒸气冷凝传热系数

?0=800W/(m2·℃)，管内侧热阻为外侧的40%，污垢热阻又为管内侧热阻的70%，试核算：（1）换热器每程提供的传热面积（外表面为基准）；（2）换热管的总根数；（3）换热器的管程数。[计算时可忽略管壁热阻及热损失，水的比热为4.18kJ/(kg·℃)]

解： （1）换热器每程提供的传热面积（外表面为基准），S1； 由题意知，水以0.7m/s的流速在管内流过，欲求S1，需先知道每程的管子数，每程的管子数等于所需冷却水的总流量与单管内水的流量之比。

两流体交换的热量为： Q又 Q则 Wc?Whrh?1.25?315?394kw

，

?WcCpc(t2?t1)， Cpc?4.18kJ/kg??C?QCpc(t2?t1)?3944.18(37?17)?4.713kg/s单管内水的流量为：Wc1??4du?0.785?0.021?0.7?1000?0.2423kg/s22每程所需管子数为：n1?WcWc1?4.7130.2423?19.5

取每程管子数为20， 则每程所能提供的传热外表面积为： S(2) 换热管的总根数；

由所需的总传热面积可求取换热管的总根数。 Q?KoSo?tm

1??doln1?0.025?20?3???4.71m2

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