第五章传热习题集.docx
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第五章传热习题集
第5xx传热
一.填充题
1.间壁式换热器的传热过程是由______,______,______串联而成的.
2.有相变时的对流给热系数比无相变时的_______,粘度大的,对流给热系数_____.
3.影响对流给热系数的因素有__________,_________,__________,____________,_________.
4.1atm的饱和水蒸汽通过一金属壁面与30℃空气进行换热,则壁面温度大约为_____.
5.沸腾传热可分为三个区域,它们分别为______,_______和________.工业上一般应维持在_______区操作.
6.绝对黑体的辐射能力与温度的______成正比.
7.用饱和蒸汽加热时,经过一定时间后,发现传热的热阻迅速加大,这可能是由于_________________.
8.导热系数λ的物理意义是____________________,金属的λ随温度的升高而___________,非金属固体的λ随温度的升高而______,气体λ的随温度的升高而________.
9.多层平壁定态导热中,若某层的热阻最小,则该层两侧的温差_____.
10.在卧式管壳式换热器中用饱和水蒸汽加热原油,则原油宜在_____流动.
二.选择题
1.在蒸汽-空气间壁换热过程中,为强化传热,下列方案中在工程上最有效的是（）.
A.提高空气流速
B.提高蒸汽流速
C.采用过热蒸汽提高蒸汽流速
D.在蒸汽管一侧管壁上装翅片
2.冷热两种流体通过金属壁面进行热交换，则壁温接近于（）.
A.α大一侧流体温度
B.α小一侧流体温度
C.冷流体温度
D.热流体温度
3.在套管式换热器中冷热两种流体作逆流换热，如q
m2c
p2/q
m1c
p1<1，且A→∞，则热流体的出口温度T
2是（）.
A.t
1B.无法确定
C.T
1+q
m2c
p2/q
m1c
p1（t
2-t
1）
D.t
2-q
m2c
p2/q
m1c
p1（t
2-t
1）
4.在确定换热介质的流程中，通常走壳程的是（）.
A．高压流体
B.易结垢流体
C.粘度大的流体
D.腐蚀性流体
5.在其它条件不变的情况下，将并流换热改成逆流换热，则所需的换热面积
（）.
A.变小
B.变大
C.不变
D.可能变大，可能变小
6.在圆形直管中，流体作强制对流传热，则提高传热膜系数最有效的措施是
（）.
A.流量不变，增大管径
B.流量增大，减小管径
C.减小流量，增大管径
D.增大流量，增大管径
7.关于辐射传热，下述几种说法中错误的是（）.
A.除真空和大多数固体外，热辐射线可完全通过
B.热辐射与光辐射本质完全相同
C.物体的温度不同，其发射的辐射能也不同
D.热辐射线与可见光一样，都服从折射定律
8.物质的导热系数与其（）无关.
A.组成
B.颜色
C.温度
D.密度
9.当流体在圆形直管中作湍流流动时，其给热系数为α
1，现保持流量不变，但管径为原来的一半，则为α
2为（）α
1.
A.20.8
B.21.8
C.2
10.关于传热系数K下列说法中错误的是（）.
A.K实际上是平均值
B.K随所取的传热面不同而异
C.要提高K，应从降低最大热阻着手
D.K可用来表示传热的强弱，与冷热流体物性无关
11.某炉壁由多层保温材料砌成，假设过程为定态传热，则保温层的温差越大，热阻（）.
A.越大
B.越小
C.不变
D.不确定
12.在冷凝器中水冷凝苯蒸汽，水走管壳，Re=
1.24×104
，此时的对流给热系数为α
1，若将水的流量减半，其对流给热系数α
2（）.
0.8α
10.8α
10.8α
1D.无法确定
13.辐射传热速率与（）成正比.
A.温度一次方差值
B.温度二次方差值
C.温度三次方差值
D.温度四次方差值
14.当用厚度相同但绝热性能不同的两种材料同时用于圆形管路，为了降低热损失速率时，下列说法正确的是（）.
A.应将导热系数小的材料包里面
B.应将导热系数大的材料包里面
C.AB两种说法均对
D.AB两种说法均不对
三.计算题
1.为了测量炉壁内壁的温度t
1，在炉外壁及距外壁厚度处设置热电偶，测得的温度分别为500
C及3000
C，求内壁温度t
1.
2.某液体以2m/s的流速通过φ55×
2.5，长3m的钢管冷却套管式换热器环隙中的乙醇.已知定性温度下该液体的物性系数为:
ρ=
992.2kg/m3
，入=
0.633W/mK,u=65×10-5
Pas，Pr=
4.30,试计算：
（1）液体对管壁的给热系数.
（2）若液体的流量提高30%，其它条件不变，则液体对管壁的给热系数又为多少.
3.有一套管式换热器两种流体进行逆流换热.已知内管直径为15mm（壁很薄T
1=900
C，T
2=700
C,t
1=200
C,q
m1=q
m2=500kg/h,C
p1=2kJ/kgK，C
p2=1kJ/kgK且热流体走管内，与管内壁面的对流给热系数α
1=1200W/m2
K，冷流体走管间，与管外壁面的对流给热系数为α
2=3000W/m2
K，求该换热器的长度为多少m.
4.方形窑炉壁由两层砖砌成，内层为240mm的耐火砖（入
1=
0.9W/Km），外层为240mm的红砖（入
2=
0.6W/Km），炉膛内壁面温度为7000
C，外壁面温度为600
C，求单位面积的散热速率及两层交界面处的温度.
5.设计一台冷却器，用水冷却一种密度为800kg/m3
，比热为
2.09kJ/kgK的有机液体，该液体的流量为18m3
/h，进口温度1050
C，要求冷到350
C.若冷却水进口温度150
C，流量为
0.01m3
/s，试分别计算逆流换热，并流换热所需要的传热面积.设两种情况下的Ｋ均为600W/m2
K，水的比热是
4.18kJ/kgK，密度为1000kg/m3.
6.在一台板式换热器中，热水流量为2000kg/h，冷水流量为3000kg/h，热水进口温度为800
C，冷水进温度为100
C，要求将冷水加热至300
C，试求并流和逆流时的对数平均温差.
7.要在半小时内将1吨盐水（比热
2.5kJ/kgk）从200
C加热至600
C，用常压饱和水蒸汽加热，加热管为φ48×
3.5的钢管，蒸汽在管内，盐水在管外，盐水的给热系数为800W/m2
K，蒸汽给热系数为1000W/m2
K，设管壁热阻不计，管径用外径计算，试求加热管必须的长度.
8.一平面炉墙由两种材料砌成，内层材料的导热系数为
0.5W/mK,厚度为100mm；外层材料的导热系数为2W/mK，厚度为400mm.已知内层材料内表面的温度为800oC，外层周围空气温度为20oC，外层材料外表面对空气的给热系数为10W/m2K，求两层材料交界面处的温度.
9.有两台换热器,用流量为4kg/s的冷水使有机蒸汽在100oC下冷凝,蒸汽冷凝热r=1500kJ/kg,冷却水入口温度t
1=15oC,出口温度t
2=50oC,传热系数均为K=700W/m2K,试求:
（1）两台换热器总的蒸汽冷凝量为多少kg/h？
（2）两台换热器总的传热面积A为多少m2？
（3）若A
1=
0.6A,则该台换热器冷水出口温度t
3为多少oC？
10.某固体壁厚500mm,其导热系数为1W/mK,己知壁一侧流体温度为230℃,其对流给热系数为50W/m2
K,另一侧流体温度为30℃,对流对热系数为100W/m2
K,忽略污圬热阻,求:
（1）传热通量为多少W/m2.
（2）距热壁面25mm的温度.
11.两流体在逆流换热器中换热,流量均为3600kg/h,给热系数均为500W/m2
K,。
比热均为4kJ/kgK,热流体进口温度为120℃,冷流体进口温度为20℃,换热器的传热面积为20m2
若管壁热阻可以忽略,试求冷、热流体的出口温度.
12.某列管式加热器由多根φ25×
2.5的钢管组成,将苯由20℃加热到55℃,苯在管中流动,其流量为15t/h,流速为
0.5m/s.加热剂为130℃的饱和水蒸气,在管外冷凝,苯的比热容Cp为
1.76kJ/kgK,密度为858kg/m3,己知加热器的传热系数为700W/m2K,试求此加热器所需管数n及单管长度.
13.有一套管式换热器,冷、热流体的进口温度分别为40℃和100℃,己知并流
操作时冷流体出口温度为60℃,热流体为80℃,试问逆流操作时冷、热流体的出口温度各为多少？
设传热系数K均为定值.
14.有一套管式换热器,内管为φ19×3,管长为2m,管隙的油与管内水的流向相反.油的流量为270kg/h,进口温度为100℃,水的流量为360kg/h,入口温度为10℃.若忽略热损失,且以管外表面积为基准的传热系数K=374W/m2K,油的比热Cp=
1.88kJ/kgK,试求油和水的出口温度.
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