化工原理第二版答案Word格式文档下载.docx
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现测得钢管外壁面温度为-110℃,绝热层外表面温度10℃。
已知软木和保温灰的导热系数分别为0.043和0.07W/（m·
℃）,试求每米管长的冷量损失量。
每半管长的热损失，可由通过两层圆筒壁的传热速率方程求出：
负号表示由外界向体系传递的热量，即为冷量损失。
4．蒸汽管道外包扎有两层导热系数不同而厚度相同的绝热层,设外层的平均直径为内层的两倍。
其导热系数也为内层的两倍。
若将二层材料互换位置,假定其他条件不变,试问每米管长的热损失将改变多少?
说明在本题情况下,哪一种材料包扎在内层较为适合?
设外层的平均直径为
，内层平均直径为
，则
且
由导热效率方程知：
两层材料位置互换后：
所以：
即：
两层保温材料互换位置后，单位管长的热损失增加。
说明在本题情况下，导热系数小的材料放在内层较为合适。
6.在管壳式换热器中用冷水冷却油。
水在直径为
的列管内流动。
已知管内水侧对流传热系数为349OW/（m2·
℃）,管外油侧对流传热系数为258W/（m2·
℃）。
换热器在使用一段时间后,管壁两侧均有污垢形成,水侧污垢热阻为0.00026m2·
℃/W,油侧污垢热阻为0.000176m2·
℃/W。
管壁导热系数λ为45W/（m·
试求:
（1）基于管外表面积的总传热系数;
（2）产生污垢后热阻增加的百分数。
（1）总传热系数
（2）产生污垢后热阻增加的百分数为：
7：
在并流换热器中,用水冷却油。
水的进、出口温度分别为15℃和40℃,油的进、出口温度分别为150℃和100℃。
现因生产任务要求油的出口温度降至80℃,假设油和水的流量、进口温度及物性均不变,若原换热器的管长为1m。
试求此换热器的管长增至若干米才能满足要求。
设换热器的热损失可忽略。
平均温度差为
由热量恒算可得：
当油的出口温度降到80
时，由热量恒算：
解得：
由传热速率方程分别可得：
原换热器：
新换热器：
8．重油和原油在单程套管换热器中呈并流流动,两种油的初温分别为243℃和128℃;
终温分别为167℃和157℃。
若维持两种油的流量和初温不变,而将两流体改为逆流,试求此时流体的平均温度差及它们的终温。
假设在两种流动情况下,流体的物性和总传热系数均不变化,换热器的热损失可以忽略。
以上标
表示并流的情况。
由传热速率方程和热量衡算：
两式相除：
（1）
而
（2）
由
（1）式得：
（3）
由
（2）、（3）式得：
9．.在下列各种管壳式换热器中,某种溶液在管内流动并由20℃加热到50℃。
加热介质在壳方流动,其进、出口温度分别为100℃和60℃,试求下面各种情况下的平均温度差。
（1）壳方和管方均为单程的换热器。
设两流体呈逆流流动。
（2）壳方和管方分别为单程和四程的换热器。
（3）壳方和管方分别为二程和四程的换热器。
（1）由对数平均温度差知道：
查温度差校正系数图得：
（3）由R、P值查流程温差校正系数图得：
11在一管壳式换热器中,用冷水将常压下纯苯蒸气冷凝成饱和液体。
苯蒸气的体积流量为1650m3/h,常压下苯的沸点为80.1℃,汽化热为394kJ/kg。
冷却水的进口温度为20℃,流量为36000kg/h,水的平均比热容为4.18kJ/（kg·
若总传热系数K0为450W/（m2·
℃）,试求换热器传热面积S0。
假设换热器的热损失可忽略。
换热器的传热面积
其中：
冷水出口温度可由热量衡算求得。
则：
12．在一传热面积为50m2的单程管壳式换热器中,用水冷却某种溶液。
两流体呈逆流流动。
冷水的流量为33000kg/h,温度由20℃升至38℃。
溶液的温度由110℃降至60℃。
若换热器清洗后,在两流体的流量和进口温度不变的情况下,冷水出口温度增到45℃。
试估算换热器清洗前传热面两侧的总污垢热阻。
假设:
（l）两种情况下,流体物性可视为不变,水的平均比热容可取为4.17kJ/（kg·
℃）；
（2）可按平壁处理,两种工况下
和
分别相同；
（3）忽略管壁热阻和热损失
先求清洗前的总传热系数K.
所以:
再求清洗后总传热系数
由热量衡算求溶液的出口温度
.
若传热面两侧的总污垢热阻为
则有:
由此得:
x05a02004
棉花保温性能好，主要是因为______。
A.棉纤维素导热率小；
B.棉花中含有相当数量的油脂；
C.棉花中含有大量空气，而空气的运动又受到阻碍；
D.棉花白色，因而黑度小。
x05a02016
在蒸汽冷凝中，不凝气体的存在对α的影响是______。
A）使α值升高
B）使α值大大降低
C）使α值有一定影响
D）对α值无影响
x05a02031
多层间壁传热时，各层的温度降与各相应层的热阻_____。
A成正比B成反比C没关系
x05a05171
一定流量的液体在一Φ25×
2.5mm的直管内作湍流流动，其对流给热系数α＝1000W/（m2·
如流量与物性都不变，改用一Φ19×
2mm的直管，则其α值将变为W/（m2·
A.1059B.1496
C.1585D.1678
t05a01177
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,则热损失占传热量的_______%（冷热水物性数据视为相同）。
t05a01216
当冷热两流体均不发生相态变化时，一般对_________物料选用并流操作。
t05a02042
某流体在圆直管内强制对流，其对流传热系数为α，现任务变更，管内流速降为原来的1/2，且已知此时Re>
104，则管内的对流传热系数为原对流传热系数的
倍。
t05a02043
某有机溶液在长为L,直径为Φ108×
10mm的钢管中强制湍流时,其α=310W/（m2·K）,如体积流量不变，改用Φ152×
10mm的钢管代替,流动仍为湍流（两种情况下L/d均大于60）,此时α=
W/（m2·K）
t05a02118
两流体通过间壁换热，冷流体从20℃被加热到50℃，热流体从100℃冷却到70℃，则逆流时的∆tm＝℃。
并流时的∆tm＝℃。
w05b05161
1.一杯开水（100℃）置于20℃的静止空气中,问杯子两侧流体的传热各属何种类型?
哪一侧热阻大?
2.若将杯子浸在20℃的冷水中（两流体不直接接触）,能否增强传热?
理由?
3.仍置于空气中,但使杯外的空气流动,问能否增强传热?
4.对1的情况,若对杯中流体加以搅动,问是否比2、3两种办法有效些?
1.均为自然对流,空气侧热阻大;
2.能增强传热,因为水的对流给热系数比空气大;
3.能增强传热,因为强制对流的对流给热系数比自然对流大
4.主要热阻在空气侧,故2,3效果较好,4不及2,3
w05a05034
①一厚度相等的双层平壁，其导热率λⅠ>
λⅡ试定性画出其温度分布图，为什么?
（稳定传热）
②套管式换热器的冷、热流体进、出口温度分别为t1、t2、T1、T2，试画出冷、热流体温度沿换热面积变化关系曲线。
①根据傅立叶定律;
Q=λdt/dn;
∵稳定传热即QI=QII因已知λI>
λII
∴（dt/dn）I<
（dt/dn）II
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