青岛科技大学化工原理历年考研真题及答案解析之传热.docx
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青岛科技大学化工原理历年考研真题及答案解析之传热
青岛科技大学化工原理历年考研真题及答案解析之传热
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K4、如何强化传热计算公式 热量衡算K的计算、平均温度差、总传热速率方程、传热面积的计算流体在圆形管内作强制湍流流动时α计算式，粘度μ对α的影响。
实验测K（例4－9） 换热器操作型问题二实验题 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、换热器中冷热流体的流动方向有：
逆流，并流，折流和错流。
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，换热器尽可能采用逆流操作。
当某些特殊工艺要求时，对流体的温度有所限制，如冷流体被加热时不能超过某一温度，或热流体被冷却时不能低于某一温度时，可采用并 流。
采用折流或错流时，主要是为了满足换热器的结构要求，或提高总传热系数。
2、液体沸腾曲线主要包括自然对流、泡状沸腾和膜状沸腾。
一般沸腾应处于泡状沸腾状态才能达到较好的效果，此时传热系数和热通量都较大。
5．灰体的定义及特点6、设计一套实验装置要求既可以测量总传热系数，又可同时测量对流传热系数，标注仪表、仪器名称。
并简要说明试验步骤，需要测量那些参数。
？
三计算题 oo 3在一列管式换热器内用水冷却苯。
苯走管程，流量为/s，80C被冷却至30C。
冷却水在壳程内呈湍流流动，且与苯逆流流动， oo22 其进口温度为20C，出口温度为50C。
已估算出苯侧和水侧的对流传热系数分别为900W/（mK）、1700W/（mK）；苯的平均比热为/（）。
若 2 列管为φ25×的钢管，长3米，其导热系数为45W/（mK），并忽略污垢热阻及换热器的热损失，试求：
所需换热器的列管数为多少？
若其它条件不变，冷却水的流量变为原来的两倍，换热器的列管数又为多少？
2.解：
Q?
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tm （3分） 其中， Q?
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若其它条件不变，冷却水的流量变为原来的两倍，则 ?
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（2分） ?
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25?
管子组成的单程列管式换热器，用初温为10℃的水将机油200℃冷却至100℃，水走管内，油走管间。
已知水和机油的质量流量分别为1000kg/h和1200kg/h，其比热容分别为/（kg?
K）和/（kg?
K），水侧和油侧的对流表面传热系数分别为2000W/（m2?
K）和250W/（m2?
K），两侧可视为呈逆流流动，如不计算管壁 及污垢热阻：
试计算说明该换热器是否合用？
夏天，水的初温达到30℃时，该换热器是否合用？
，如不合用，如何解决？
四。
计算题：
.解：
Q?
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WCCpc?
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tm 10001000?
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A 3600∴1200 A=m2＜题给3m2,合用.
（2）水初温30℃ Q?
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2 A=m＞ 4. 3m2 不合用. 可增加换热面积,两台串联使用. 某车间有一台运转中的单程列管换热器，热空气走管程，120?
C降至80?
C，其对流传热系数?
1=50W/m2?
?
C。
壳程的水被加热，水进口温度为15?
C，出口升至90?
C，其对流传热系数?
2=2000W/m2?
?
C。
管壁热阻、壁厚及污垢热阻可不计，换热器系逆流操作，水的流量为2700kg/h，平均比热为/kg?
K，试计算换热器的传热面积。
解：
K?
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六．逆流换热器中，用初温为20℃的水将/s的液体，80℃冷却 2 到30℃，换热器列管直径为φ25×mm，水走管内。
水侧和液体侧的对流传热系数分别为和kw/（m·℃），污垢热阻可忽略。
①若水的出口温度不能高于50℃，求换热器的传热面积；②换热器使用一段时间后，管壁两侧均有污垢生成，水侧污垢 22 热阻Rsi=m·℃/w，油侧污垢热阻Rs0=m·℃/w，求此时基于管外表面的总传热系数K0。
③产生污垢后热阻增加的百分数 注：
管壁导热系数为λ=45w/（m·℃） 3 Q?
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203．产生污垢后热阻增加百分数为：
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现有一列管式换热器，内有φ25×mm钢管300根，管的有效长度为2m，要求将8000Kg/h空气于管程内20℃加 42 热到85℃，采用108℃的饱和蒸汽于壳程冷凝加热，冷凝热在饱和温度下排出，蒸汽冷凝传热系数1×10w/（m·℃），空 2 气对流传热系数为90w/（m·℃），管壁及两侧污垢热阻可忽略，不计热损失，空气在平均温度下比热为1KJ/（Kg·℃）。
1．求基于管外表面的总传热系数K0 2.核算该换热器是否满足要求。
2．用一段时间后管内产生了污垢，使空气出口温度变为50℃，求此时管内污垢热阻。
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3在一列管式换热器内用水冷却苯。
苯走管程，流量为/s，80C被冷却至30C。
冷却水在壳程内呈湍流 oo2 流动，且与苯逆流流动，其进口温度为20C，出口温度为50C。
已估算出苯侧和水侧的对流传热系数分别为850W/（mK）、 22 1700W/（mK）；苯的平均比热为/（）。
若列管为φ25×的钢管，长3米，其导热系数为45W/（mK），并忽略污垢热阻及换热器的热损失，试求：
传热速率为多少？
总传热系数K为多少？
所需换热器的列管数为多少？
3解：
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tm 其中， Q?
WhCph（T1?
T2）=**10*= 3 K?
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五、 有一逆流套管换热器，φ57×与φ89×钢管组成。
甲醇在管内流动，流量为5000kg/h，60℃冷却到30℃， 2 甲醇侧的对流传热系数为1512W/m·℃，冷却水在环隙流过，入口温度20℃，出口温度35℃，忽略热损失、管壁及污垢热阻， 2 且已知甲醇平均比热为/kg·℃，定性温度下水的黏度为，导热系数为/m·℃，比热为/kg·℃，密 3 度为1000Kg/m,冷却水在环隙中流动的对流传热系数可下式计算：
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（），求：
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．冷却水用量。
2．总传热系数K。
3．所需套管长度。
五、 1．冷热流体均无相变，且无热损失，所以：
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六、（20分）在一台新套管换热器中，冷却水在φ25×的内管中流动，以冷凝环隙间的某饱和蒸汽。
当冷却水的流速为/s和/s时，测得基于内管外表面的总传热系数分别为1200W/m2?
K和1700W/m2?
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水在管内为湍流，管壁的导热系数为45w/m?
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水流速改变后可认为环隙间冷凝的传热膜系数不变，试求：
当水的流速为/s时，管壁对水的对流传热系数为多少？
管外蒸汽冷凝的对流传热系数为多少？
若操作一段时间后，水流速仍维持/s，
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