传递过程.docx
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传递过程
传递过程
[填空题]
1两种流体通过间壁进行换热的过程，包括（）和（）的过程。
参考答案：
间壁的导热；间壁两侧的对流传热
[填空题]
2在夹套式、套管式和列管式三种热交换器中，单位体积的传热面积最小的是（）热交换器，最大的是（）热交换器。
参考答案：
夹套式；列管式
[填空题]
3在间壁换热器中要实现恒温传热，则间壁一侧输入的必定是（），另一侧输入的必定是（）。
参考答案：
高温饱和蒸气；低温饱和液体
[填空题]
4为强化传热，人们设计了管外加翅片的换热器。
它适用于管内（），而管外（）的情况.
参考答案：
传热膜系数大；传热膜系数小
[填空题]
5某间壁式换热器传热面积为2.5m2，传热平均温差为45K，传热速率为9000W，则该换热器此时的总传热系数K=（）
参考答案：
80W·m-2·K-1
[判断题]
6、冷热两流体经间壁进行定态换热，若间壁两侧流体温度均沿壁面而变化，且冷热流体进出口温度均保持不变时，则逆流操作的传热平均温度差比并流时的传热平均温差大。
参考答案：
对
[判断题]
7、传热速率（也称为热流量）是指单位时间内传递的热量，传热速度（也称热通量或热流密度）是指单位时间内，单位传热面积所传递的热量。
对热交换器而言，前者是表达该热交换的传热能力，后者是表达该热交换的传热强度。
参考答案：
对
[单项选择题]
8、双层平壁的定态导热，壁厚相同，各层的导热系数分别为λ1和λ2，其对应的温度差分别为ΔT1和ΔT2，若ΔT1＞ΔT2，则λ1和λ2的关系为（）
A.λ1＜λ2
B.λ1＞λ2
C.λ1=λ2
D.无法确定
参考答案：
A
[单项选择题]
9、在对流传热公式中Φ=αAΔT中，ΔT的物理意义是（）
A.冷（或热）流体进出口温度差
B.固体壁面与冷（或热）流体的温度差
C.固体壁两侧的壁面温度差
D.冷热两流体间的平均温度差
参考答案：
B
[单项选择题]
10、在下列管壳式换热器中，没有降低或消除由温差引起的热应力补偿措施的换热器是（）
A.U形管式换热器；
B.浮头式换热器；
C.壳体带有膨胀圈的管壳式换热器；
D.固定管板式换热器。
参考答案：
D
[单项选择题]
11、体现流体流动状态对管内流体强制对流传热过程影响的特征数（无因次准数）是（）
A.努塞尔数；
B.普朗特数；
C.雷诺数；
D.格拉晓夫数。
参考答案：
C
[填空题]
12在三层接触良好的固体平壁中，进行定态导热，测得导热速率为Φ，平壁的各壁面温度分别为T1=900℃，T2=800℃，T3=500℃，T4=300℃，试求各平壁热阻之比。
参考答案：
[填空题]
13某厂现有一个旧的列管式热交换器，它由13根φ25mm×2.5mm、长为1.5mm的钢管组成。
今拟将它用来使350kg·h-1常压乙醇饱和蒸气冷凝成饱和液体。
冷却水的进口和出口温度分别为15℃和35℃。
已算得基于管子外表面积的总传热系数为700W·m-2·K-1，并查得常压下乙醇的沸点为78.3℃，其冷凝热为8.45×105J·kg-1。
试计算该热交换器能否满足使用要求。
参考答案：
[填空题]
14如图所示，某无梯度内循环实验反应器主体的外壁温度最高要达500℃。
为使外壳单位长度的热损失不大于600kJ·h-1，内层采用保温砖，外层采用玻璃棉，保温相邻材料之间接触充分。
保温砖和玻璃棉的导热系数分别为λ1=0.14W·m-1·K-1和λ2=0.07W·m-1·K-1。
玻璃棉的耐热温度为400℃，玻璃棉的外层温度为80℃，试求：
保温砖最小厚度以及此时相应的玻璃棉厚度。
参考答案：
[填空题]
15在逆流操作的列管式换热器中，用水冷却液态化学制剂。
水的进口和出口温度分别为25℃和50℃。
化学制剂的质量流量为1.25kg·s-1，比热容为1.9kJ·kg-1·K-1，密度为850kg·m-3，进口和出口温度分别为80℃和40℃。
换热器的列管由φ25mm×2.5mm钢管组成，其导热系数为45W·m-1·K-1。
管程水侧和壳程制剂侧的传热膜系数分别为0.85kW·m-2·K-1和1.70kW·m-2·K-1。
若忽略不计污垢的热阻，试求换热器所需的传热面积。
参考答案：
[填空题]
16管内用水作冷却剂冷凝管外水蒸气，若要强化传热，应设法增大管（）侧的传热膜系数才比较有效。
参考答案：
内
[单项选择题]
17、目前我国化工企业中使用得最广泛的换热器是（）
A.夹套式换热器；
B.翅片式换热器；
C.螺旋板式换热器；
D.列管式换热器。
参考答案：
D
[单项选择题]
18、不同流体的传热膜系数相差很大。
假设气体被加热或冷却时的传热膜系数为α1W·m‐2·K‐1，液体被加热或冷却的传热膜系数为α2W·m‐2·K‐1，饱和水蒸气冷凝时的传热膜系数为α3W·m‐2·K‐1，则其大小顺序为（）
A.α3＜α2＜α1
B.α2＜α3＜α1
C.α3＜α1＜α2
D.α1＜α2＜α3
参考答案：
D
[单项选择题]
19、在列管式换热器中，用饱和水蒸气加热空气。
下面甲、乙两种说法何者合理？
（） 甲 传热管的壁温将接近加热水蒸气的温度；乙 换热器总传热系数将接近空气侧的传热膜系数。
A.甲、乙均合理；
B.甲、乙均不合理；
C.甲合理，乙不合理；
D.甲不合理，乙合理.
参考答案：
A
[填空题]
20在传热面积为28m2的列管式换热器中逆流换热。
热流体进口温度为373K，出口温度为323K。
冷流体流量为1.8kg·s-1， 比定压热容为4.18×103J·kg-1·K-1，进口温度为293K，出口温度为333K。
试求：
（1）传热平均温度差；
（2）换热器的总传热系数。
参考答案：
[填空题]
21在一内管为Φ19mm×2mm的套管换热器中，热流体在管外流动，其进、出口温度分别为85℃和45℃，传热膜系数为5000W·m-2·K-1。
冷流体在管内流动，其进、出口温度分别为15℃和50℃，传热膜系数为50W·m-2·K-1，质量流量为20kg·h-1，比定压热容为1.0kJ·kg-1·K-1。
冷热流体呈逆流流动。
若换热器的热损失及管壁及垢层热阻均忽略不计，试求换热器管长为多少米？
参考答案：
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[填空题]
22在合成氨工业中，某工段采用列管式热交换器将质量流量为3.5×103kg·h-1的热水从100℃冷却到60℃。
已知：
冷却水进口温度为15℃，出口温度为50℃，总传热系数为1.2×103W·m-2·K-1，水在15～50℃时的平均比定压热容为4.15kJ·kg-1·K-1，在60～100℃时的平均比定压热容为4.20kJ·kg-1·K-1，试求：
两种流体作逆流时的对数平均温度差和所需的热交换面积
参考答案：
[填空题]
23在合成氨工业中，某工段采用列管式热交换器将质量流量为3.5×103kg·h-1的热水从100℃冷却到60℃。
已知：
冷却水进口温度为15℃，出口温度为50℃，总传热系数为1.2×103W·m-2·K-1，水在15～50℃时的平均比定压热容为4.15kJ·kg-1·K-1，在60～100℃时的平均比定压热容为4.20kJ·kg-1·K-1，试求：
两种流体作并流时的对数平均温度差和所需的热交换面积。
参考答案：
[填空题]
24在一定态操作的换热器中，用373K的饱和水蒸气将某溶液从293K加热到353K。
溶液的流量为1000kg·h-1，平均比定压热容为3.56kJ·kg-1·K-1。
水蒸气冷凝成同温度的饱和水排出，水蒸气冷凝热为2258.4kJ·kg-1。
换热器向四周的散热速率为10000kJ·h-1，计算所需的加热水蒸气用量。
参考答案：
[填空题]
25在一传热面积为300m2的单程列管换热器中，300℃的原料气流过壳方被加热到430℃，反应后550℃的热气体作为加热介质在管方流动。
冷热两种气体呈逆流流动，流量均为1.00×104kg·h-1，平均比定压热容均为1.05kJ·kg-1·K-1。
如果换热器的热损失按壳方气体实际获得热量的10%估算，试求该传热过程的总传热系数。
参考答案：
[填空题]
26在逆流操作的列管式换热器中，用水冷却液态化学制剂。
水的进口和出口温度分别为25℃和50℃；制剂比定压热容为1.9kJ·kg-1·K-1，密度为850kg·m-3，进口和出口温度分别为80℃和40℃。
换热器的列管由φ25mm×2.5mm钢管组成。
管程水一侧和壳程制剂一侧的传热膜系数分别为0.85kW·m-2·K-1和1.70kW·m-2·K-1。
污垢热阻可忽略不计。
若传热面积为9m2，试求化学制剂的质量流量。
参考答案：
[填空题]
27热传导是在物体内部或者物体与物体接触中，由于（）传递热能；而对流传热是由于（）传递热能。
参考答案：
自由电子的运动、分子的振动或分子扩散；流体质点的相对位移
[填空题]
28在规定条件下，新的换热器用饱和水蒸气可将流体从323K加热至338K。
使用一段时间后，管壁出现污垢，在完全相同的操作条件下进行换热，则此时被加热流体的出口温度将（）338K。
参考答案：
低于（或达不到）
[填空题]
29流体需要加热到100～180℃的温度范围时，最适宜的加热剂是（）；流体需要冷却到30～80℃的温度范围时，最适宜的冷却剂是（）。
参考答案：
饱和水蒸气；冷水
[填空题]
30在管壳式换热器内进行冷、热流体流动通道的选择时，通常应使腐蚀性流体走（）程。
参考答案：
管
[填空题]
31由化工手册中查得常温下钢的导热系数为42kcal·h-1·m-1·K-1（原工程制单位），换算成国际单位制（SI）单位，应为（）。
参考答案：
W·m-1·K-1
[填空题]
32在套管换热器中冷热流体以逆流方式换热，热流体进出口温度分别为393K和363K，冷流进口温度为303K。
已知两种流体的质量流量和比定压热容之积相同，即qm，1cp，1=qm，2cp，2。
则此时的传热的平均温差ΔTm=（）K。
参考答案：
60
[判断题]
33、多层固体平壁定态导热时，总推动力为各层温差之和，总热阻为各层热阻之和，总导热速率为各层导热速率之和。
参考答案：
错
[判断题]
34、导热系数和传热膜系数都是物质的物理性质之一。
参考答案：
错
[单项选择题]
35、评价热交换器结构性能的重要指标之一，是单位体积内传热面积的大小。
工业上常用的热交换器中，该项指标最差的是（）
A.管壳式热交换器
B.套管式热交换器
C.夹套式热交换器
D.蛇管式热交换器
参考答案：
C
[单项选择题]
36、常温下，钢、不锈钢、水和空气的导热系数分别为（）
A.45W·m-1·K-1，15 W·m-1·K-1，0.6 W·m-1·K-1和0.026 W·m-1·K-1
B.0.6 W·m-1·K-1 ，0.026 W·m-1·K-1，45 W·m-1·K-1 和15 W·m-1·K-1
C.0.026 W·m-1·K-1，0.6 W·m-1·K-1，15 W·m-1·K-1 和45 W·m-1·K-1
D.15 W·m-1·K-1，45 W·m-1·K-1 ，0.6 W·m-1·K-1 和0.026 W·m‐1·K-1
参考答案：
D
[单项选择题]
37、在换热器中，间壁任一侧的对流传热速率=推动力/阻力，其中推动力是指（）
A.两相流体温度差（T – Tˊ）
B.冷流体进出口温度差（T2ˊ-T1ˊ）
C.热流体进出口温度差（T2-T1）
D.流体主体温度和管壁温度差（T – TW）或（TWˊ– Tˊ）。
参考答案：
D
[单项选择题]
38、冷热两流体在逆流换热时，冷流体的出口极限温度可能是（）。
A.等于或接近于热流体的进口温度
B.低于或接近于热流体的进口温度
C.高于或接近于热流体的进口温度
D.远高于热流体的进口温度
参考答案：
B
[填空题]
39通过三层固体平壁的定态热传导中，各层接触良好，测得各界面的温度分别为600℃，450℃，200℃，100℃，求各层热阻之比。
参考答案：
[填空题]
40在某套管换热器的实验中，用120℃的饱和水蒸气加热空气。
空气以5m·s-1速度流经规格为45mm×2.5mm的内管，实验测得空气的温度由20℃升至80℃。
水蒸气冷凝后排出的冷凝水温度仍为120℃。
若不计热损失，试问：
水蒸气的耗用量为多少kg·h-1？
参考答案：
[填空题]
41在某套管换热器的实验中，用120℃的饱和水蒸气加热空气。
空气以5m·s-1速度流经规格为45mm×2.5mm的内管，实验测得空气的温度由20℃升至80℃。
水蒸气冷凝后排出的冷凝水温度仍为120℃。
若不计热损失，试问：
换热器的有效传热面积A为多少m2。
参考答案：
[填空题]
42在一定态操作的换热器中，用373K的饱和水蒸气将某溶液从293K加热到353K。
溶液的流量为1000kg·h-1，平均比定压热容为3.56kJ·kg-1·K-1。
水蒸气冷凝成同温度的饱和水排出，水蒸气冷凝热为2258.4kJ·kg-1。
换热器向四周的散热速率为10000kJ·h-1，计算所需的加热水蒸气用量。
参考答案：
[填空题]
43热流体和冷流体在列管换热器内换热，若冷流体传热膜系数远大于热流体传热膜系数，则此时管壁温度接近于（）流体温度。
参考答案：
冷
[判断题]
44、为提高总传热系数K，必须改善传热膜系数大的一侧的换热条件。
参考答案：
错
[判断题]
45、冷、热两流体经间壁换热时，若间壁两侧均为定态变温传热，则逆流操作的传热温差比并流大。
参考答案：
对
[判断题]
46、流体流动时，流动速度越大，流动的阻力越大；传热与流体流动相似，流动速度越大，传热阻力也越大
参考答案：
错
[单项选择题]
47、在多层固体平壁中进行一维定常导热时，各层的温度降与各相应层的热阻之间呈何种关系？
（）
A.反比关系；
B.无关系；
C.正比关系；
D.不确定关系。
参考答案：
C
[单项选择题]
48、金属材料，液体和气体的导热系数为λ1，λ2和λ3，通常它们的大小顺序为（）
A.λ2＞λ1＞λ3
B.λ3＞λ2＞λ1
C.λ1＞λ2＞λ3
D.λ1＞λ3＞λ2
参考答案：
C
[单项选择题]
49、不同流体的传热膜系数相差很大。
假设气体被加热或冷却时的传热膜系数为α1W·m‐2·K‐1，液体被加热或冷却的传热膜系数为α2W·m‐2·K‐1，饱和水蒸气冷凝时的传热膜系数为α3W·m‐2·K‐1，则其大小顺序为（）
A.α3＜α2＜α1
B.α2＜α3＜α1
C.α3＜α1＜α2
D.α1＜α2＜α3
参考答案：
D
[填空题]
50电解食盐水生产NaOH时，需将20%NaOH料液真空蒸发浓缩至50%。
蒸发过程需消耗0.3MPa的饱和水蒸气（416K）0.760kg·s-1。
冷凝液在饱和温度下排出，其冷凝热为2.14×103kJ·kg-1。
蒸发过程中料液温度恒为394.4K。
试问选用传热面积A=65m2，总传热系数K=1.60×103W·m-2·K-1蒸发器可行吗？
参考答案：
[填空题]
51用套管式热交换器以363K的热水将303K的油预热到343K。
热水和油的流量分别为每小时1.5吨和0.9吨，热水和油的比定压热容分别为4.2×103J·kg-1·K-1和2.5×103J·kg-1·K-1。
试求：
当传热系数为300W·m-2·K-1时，在逆流操作方式下，热交换器所需的传热面积。
参考答案：
[填空题]
52在一列管式换热器中进行冷、热流体的热交换，并采用逆流操作。
热流体的进、出口温度分别为120℃和70℃，冷流体的进、出口温度分别为20℃和60℃。
该换热器使用一段时间后，由于污垢热阻的影响，热流体的出口温度上升至80℃。
设冷、热流体的流量、进出口温度及物性均保持不变，试求：
污垢层热阻占原总热阻的百分比？
参考答案：
[填空题]
53在一套管换热器中，用饱和水蒸气将内管内作湍流流动的空气加热，则此时的总传热系数近似等于空气的传热膜系数。
今要求空气质量流量增加三倍，而保持空气进出口温度不变，若空气的物性数据和换热器内管直径不变，试问换热器传热管的长度应增加多少倍？
参考答案：
[填空题]
54列举四种工业上常用的间壁式热交换器：
（）、（）、（）、（）
参考答案：
套管式热交换器；蛇管式热交换器；夹套式热交换器；列管式热交换器
[填空题]
55用饱和水蒸气加热空气，换热器壁面的温度更接近（）的温度，总传热系数近似等于（）的传热膜系数。
若要提高传热效率，应当改善（）一侧的传热条件。
参考答案：
饱和水蒸气；空气；空气
[填空题]
56某敞口蒸发器的传热面积为6m2，用140℃的饱和水蒸气加热器内的水溶液进行蒸发操作。
已知该水溶液的沸点为105℃，蒸发器的总传热系数为582W·m-2·K-1，105℃水的气化热为2.25×106J·kg-1。
若将此水溶液预热至沸后再放入器内蒸发，并不计热损失，试求每小时蒸发的水量。
参考答案：
[填空题]
57采用列管式热交换器将苯的饱和蒸气冷凝为同温度的液体（苯的沸点为80.1℃）。
冷却水的进、出口温度分别为20℃和45℃，其质量流量为2800kg·h-1，水的比定压热容为4.18×103J· kg-1·K-1。
列管为19mm×2mm的钢管19根，并已知基于管子外表面积的总传热系数为1000W·m-2·K-1。
试计算：
（1）传热速率；
（2）列管长度。
参考答案：
[填空题]
58某厂利用反应后产物的余热加热未反应的原料。
产物的初温为500K，比热容为1.4kJ·kg-1·K-1。
原料的初温为300K，要求预热到400K，其比定压热容为1.1kJ·kg-1·K-1。
两种流体的质量流量均为1800kg·h-1。
现欲采用列管式换热器进行逆流操作，若传热总系数为50W·m-2·K-1，试计算：
传热过程的平均温度差
参考答案：
[填空题]
59某厂利用反应后产物的余热加热未反应的原料。
产物的初温为500K，比热容为1.4kJ·kg-1·K-1。
原料的初温为300K，要求预热到400K，其比定压热容为1.1kJ·kg-1·K-1。
两种流体的质量流量均为1800kg·h-1。
现欲采用列管式换热器进行逆流操作，若传热总系数为50W·m-2·K-1，试计算：
热交换器所需的传热面积。
参考答案：
[填空题]
60传热的基本形式除对流外，还有（）和（）。
对流传热有强制对流传热和（）对流传热。
参考答案：
传导；辐射；自然
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