化工原理第四章習(xí)題及答案

1、第四章 傳熱一、名詞解釋1、導(dǎo)熱若物體各部分之間不發(fā)生相對(duì)位移，僅借分子、原子和自由電子等微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)而引起的熱量傳遞稱為熱傳導(dǎo)（導(dǎo)熱）。2、對(duì)流傳熱熱對(duì)流是指流體各部分之間發(fā)生相對(duì)位移、冷熱流體質(zhì)點(diǎn)相互摻混所引起的熱量傳遞。熱對(duì)流僅發(fā)生在流體之中, 而且必然伴隨有導(dǎo)熱現(xiàn)象。3、輻射傳熱任何物體, 只要其絕對(duì)溫度不為零度 (0K), 都會(huì)不停地以電磁波的形式向外界輻射能量, 同時(shí)又不斷地吸收來自外界物體的輻射能, 當(dāng)物體向外界輻射的能量與其從外界吸收的輻射能不相等時(shí), 該物體就與外界產(chǎn)生熱量的傳遞。這種傳熱方式稱為熱輻射。4、傳熱速率單位時(shí)間通過單位傳熱面積所傳遞的熱量（W/m2）5、等溫

2、面 溫度場中將溫度相同的點(diǎn)連起來，形成等溫面。等溫面不相交。二、單選擇題1、判斷下面的說法哪一種是錯(cuò)誤的（）。 B A 在一定的溫度下，輻射能力越大的物體，其黑度越大； B 在同一溫度下，物體吸收率A與黑度在數(shù)值上相等，因此A與的物理意義相同； C 黑度越大的物體吸收熱輻射的能力越強(qiáng)； D 黑度反映了實(shí)際物體接近黑體的程度。 2、在房間中利用火爐進(jìn)行取暖時(shí)，其傳熱方式為_ 。 C A 傳導(dǎo)和對(duì)流 B 傳導(dǎo)和輻射 C 對(duì)流和輻射 3、沸騰傳熱的壁面與沸騰流體溫度增大，其給熱系數(shù)_。 CA 增大 B 減小C 只在某范圍變大 D 沸騰傳熱系數(shù)與過熱度無關(guān)4、在溫度T時(shí)，已知耐火磚輻射能力大于磨光銅的

3、輻射能力，耐火磚的黑度是下列三數(shù)值之一，其黑度為_。 AA 0.85 B 0.03 C 15、已知當(dāng)溫度為T時(shí)，耐火磚的輻射能力大于鋁板的輻射能力，則鋁的黑度_耐火磚的黑度。 DA 大于 B 等于C 不能確定是否大于 D 小于6、多層間壁傳熱時(shí)，各層的溫度降與各相應(yīng)層的熱阻_。 AA 成正比 B 成反比 C 沒關(guān)系7、在列管換熱器中，用飽和蒸汽加熱空氣，下面兩項(xiàng)判斷是否正確： A甲、傳熱管的壁溫將接近加熱蒸汽溫度；乙、換熱器總傳熱系數(shù)K將接近空氣側(cè)的對(duì)流給熱系數(shù)。A 甲乙均對(duì) B 甲乙均不對(duì)C 甲對(duì)，乙不對(duì) D 乙對(duì)，甲不對(duì)8、列管換熱器管程常用流速范圍為：一般液體_，氣體_。 A CA 0.

4、5 - 3 m/s B 3 - 15 m/s C 5 - 30 m/s9、一管殼式換熱器，管內(nèi)走液體，管間走蒸汽，由于液體入口溫度下降，在流量不變情況下，仍要達(dá)到原來的出口溫度，此設(shè)備已不允許再提高蒸汽壓力強(qiáng)度，采取簡便有效措施_。 AA 管內(nèi)加擾流內(nèi)件 B 提高殼程數(shù)10、碳鋼的導(dǎo)熱率為_；不銹鋼的導(dǎo)熱率為_；銅的導(dǎo)熱率為_，常壓常溫空氣的導(dǎo)熱率為_；常溫水的導(dǎo)熱率為_。 C, D, B, F, EA 151W/(m) B 370W/(m) C 45W/(m) D 16W/(m) E 0.62W/(m) F 0.025W/(m)11、套管冷凝器的內(nèi)管走空氣，管間走飽和水蒸氣，如果蒸汽壓力一定

5、，空氣進(jìn)口溫度一定，當(dāng)空氣流量增加時(shí) A B B 傳熱系數(shù)K應(yīng) A 增大 B 減小 C 基本不變 空氣出口溫度 A 增大 B 減小 C 基本不變 壁溫 A 增大 B 略有減小 C 基本不變12、一定流量的液體在一F252.5mm的直管內(nèi)作湍流流動(dòng)，其對(duì)流給熱系數(shù)a1000W/(m2)。如流量與物性都不變，改用一F192mm的直管，則其a值將變?yōu)開 W/(m2)。 DA 1059 B 1496 C 1585 D 167813、穿過三層平壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱過程，如圖所示。試比較第一層的熱阻 R1與第二、三層熱阻R2、R3的大小_。 C A CA R1 (R2+R3) B R1 (R2+R3) C R1=

6、 (R2+R3) D 無法比較14、在一列管式換熱器中，用冷卻水冷凝酒精蒸汽，換熱器最好_放置；冷卻水應(yīng)走_(dá)。 A C A 水平 B 垂直 C 管內(nèi) D 管外已知某平壁外兩層不等厚(b1b2)保溫材料的溫度分布曲線如圖示, 則A 層導(dǎo)熱率_B 層的導(dǎo)熱率。 C A 小于 B 不能確定是否大于 C 大于 D 等于15、穩(wěn)定傳熱是指_。 BA 傳熱系統(tǒng)中各點(diǎn)的溫度不隨位置和時(shí)間而變。B 傳熱系統(tǒng)中各點(diǎn)的溫度僅隨位置變，而不隨時(shí)間變。C 傳熱系統(tǒng)中各點(diǎn)的溫度不隨位置變而隨時(shí)間變。D 傳熱系統(tǒng)中各點(diǎn)的溫度隨位置和時(shí)間而變。16、棉花保溫性能好，主要是因?yàn)開。 CA 棉纖維素導(dǎo)熱率??； B 棉花中含有相

7、當(dāng)數(shù)量的油脂；C 棉花中含有大量空氣，而空氣的運(yùn)動(dòng)又受到阻礙； D 棉花白色，因而黑度小。17、無相變強(qiáng)制對(duì)流來自_。 CA 純經(jīng)驗(yàn)方法 B 純理論方法 C 因次分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)合（半理論、半經(jīng)驗(yàn)方法） D 數(shù)學(xué)模型法 E 因次分析法18、在蒸汽冷凝中，不凝氣體的存在對(duì)的影響是_。 BA 使值升高 B 使值大大降低C 使值有一定影響 D 對(duì)值無影響19、紅磚的黑度為0.93，若溫度為300，則紅磚的發(fā)射能力為_W/m2。 BA 6112.3 W/m2 B 5684 W/m2 C 916.8 W/m2 D 1000 W/m220、換熱器中冷熱流體進(jìn)出口溫度一定時(shí)，下面說法中正確的是 。 DA Dtm

8、并Dtm逆Dtm折 B Dtm逆Dtm并Dtm折C Dtm并Dtm逆Dtm折 D Dtm并Dtm折21、對(duì)在蒸汽與空氣間壁換熱過程中，為強(qiáng)化傳熱下列方案中的_在工程上可行。 AA 提高空氣流速 B 提高蒸汽流速C 采用過熱蒸汽以提高蒸汽溫度 D 在蒸汽一側(cè)管壁上加裝翅片，增加冷凝面積并及時(shí)導(dǎo)走冷凝液。22、在間壁換熱器中，當(dāng)兩流體均變溫時(shí)，采用折流的目的是 。 AA 提高K B 提高Dtm C 增加傳熱面積A D 使K和A均增加。23、100時(shí)銅的導(dǎo)熱率為_，18時(shí)鋼的導(dǎo)熱率近似為_，20時(shí)空氣的導(dǎo)熱率近似為_，20水的導(dǎo)熱率近似為_。 C A B DA 45W/(mK) B 0.026W/(

9、mK)C 377W/(mK) D 0.6W/(mK)24、在相同溫度下，實(shí)際物體的吸收率A與黑體的吸收率A0的關(guān)系是 。 CA A A0 B A = A0 C Ab2b3，導(dǎo)熱率l1 l2， ； =， =9、一包有石棉泥保溫層的蒸汽管道,當(dāng)石棉泥受潮后，其保溫效果應(yīng)_，主要原因是_。降低 因水的導(dǎo)熱率大于保溫材料的導(dǎo)熱率,受潮后,水占據(jù)一定的孔隙空間，使保溫層材料導(dǎo)熱率增大,保溫效果降低。 8、 蒸汽冷凝放熱時(shí)，要經(jīng)常注意排放_(tái)，這是因?yàn)?_。不凝氣和冷凝水 不凝氣構(gòu)成附加的氣膜傳熱阻力，而冷凝水的積累減小換熱面積。11、設(shè)置隔熱擋板是_輻射散熱的有效方法。擋板材料的黑度愈低，輻射散熱量 _。

10、有一單層平壁如圖所示。已知材料的導(dǎo)熱率為常數(shù)，從左等溫面至右等溫面 的穩(wěn)定導(dǎo)熱熱流量為，則平壁內(nèi)的溫度分布表達(dá)式為_。 減少 愈低 12、某物體（可近似為灰體）在20時(shí)，其黑度為=0.8，其吸收率為_。0813、浮頭式或帶膨脹節(jié)的換熱器適用于_ 與_流體的溫差很大的場合。 管程 殼程14、 根據(jù)有無熱補(bǔ)償或補(bǔ)償方法不同，列管式熱器的一般結(jié)構(gòu)型式有_、 _、_。 換熱器中，熱流體由200 冷卻到140，冷流體由20升高到35，熱流體的熱容量流率較小, 則傳熱效率為_。 膨脹節(jié)；浮頭式；U型管 33.3%15、消除列管換熱器溫差應(yīng)力常用的方法有三種，即在殼體上加_，采用_結(jié)構(gòu)或采用_式結(jié)構(gòu)。 膨脹

11、節(jié) 浮頭式 U型管16、如圖所示，為盡量減少、兩個(gè)溫度不同的固體表面間的輻射傳熱，可以采取的措施是_。在兩固體壁面間，平行放置多塊黑度較小的遮熱板。17、 用冷卻水將一定量的熱流體由100冷卻到40，冷卻水初溫為15，在設(shè)計(jì)列管式換熱器時(shí)，采用兩種方案比較。方案是令冷卻水終溫為30，方案是令冷卻水終溫為35，則用水量W1_W2，所需傳熱面積A1_A2。 如圖所示,蒸汽在管束外冷凝，(a)、(b)兩種排列方式的其它條件均一樣，比較它們的冷凝給熱系數(shù)的大小_，因?yàn)開。 大于, 小于 大于,因?yàn)槔淠簭纳厦娓髋帕鞯较旅娓髋?液膜逐排增厚,沿垂直方向管數(shù)愈多,液膜愈厚。 18、兩流體的間壁換熱過程中計(jì)

12、算式中，Dt表示 。T1-T2 或t2-t119、設(shè)備保溫層外包一層表面_、顏色_的金屬，可使設(shè)備的熱損失減少。光滑 較淺20、舉出五種間壁式換熱器_、_、_、_、_。套管式換熱器，列管式換熱器，夾套式換熱器，板式換熱器，螺旋板式換熱器，蛇管式換熱器，板翅式換熱器等任選五種。21、導(dǎo)熱率的物理意義是_，其SI制的單位為_，工程制的單位為_。單位溫度梯度、單位導(dǎo)熱面積上所傳導(dǎo)的熱量 W/(m) 千卡/小時(shí)米22、 定性溫度是指_。 沸騰傳熱可分為三個(gè)區(qū)域，它們是_、_和_，生產(chǎn)中的沸騰傳熱過程應(yīng)維持在_區(qū)操作。 確定準(zhǔn)數(shù)中各物性參數(shù)的溫度 自然對(duì)流區(qū) 核狀沸騰區(qū) 膜狀沸騰區(qū) 核狀沸騰 23、對(duì)多

13、層圓筒壁的熱傳導(dǎo)，通過各層的傳熱速率_，熱通量_,沿圓筒壁的徑向溫度分布為_線。相等 不相等 曲線24、 已知導(dǎo)熱率=2.38810-3Cal/(cms), 此值在SI制中為_W/(mK)。 寫出比熱Cp的單位，工程制為_，SI制為_。 物體的輻射傳熱速率與其絕對(duì)溫度的_次方成正比。 1 kCaL/(kg), J/(kg) 四25、在傳熱實(shí)驗(yàn)中，用飽和水蒸氣加熱空氣，總傳熱系數(shù)接近于_側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù)，而壁溫接近于_側(cè)流體的溫度。蒸汽冷凝時(shí)的對(duì)流給熱系數(shù)較大。原因是_?？諝?飽和水蒸氣 蒸汽冷凝時(shí)釋放較大冷凝潛熱26、 估計(jì)列管式換熱器中金屬管壁的溫度tw，殼程為0.1MPa的飽和水蒸氣冷凝。

14、 A 管程是平均溫度為40的空氣，tw約為_； B 管程是平均溫度為40的水，水的對(duì)流給熱系數(shù)為2000W/(m2)，基于內(nèi)面積的總傳熱系數(shù)Ki=1600W/(m2) ，tw約為_。 在設(shè)計(jì)時(shí)，欲略為增大一臥式冷凝器的傳熱面積，從有利于傳熱角度看，宜采取的措施為_，因?yàn)開。 (1) 100 (2) 88 增加管長。 如果采用增加管數(shù)的辦法,則沿垂直方向管數(shù)也增加,冷凝液從上面各排流到下面各排,液膜逐漸增厚,降低。 27、管內(nèi)湍流傳熱，流體內(nèi)溫度梯度最大的部分是在_，原因是_。滯流底層 滯流底層的傳熱機(jī)理是導(dǎo)熱, 流體的導(dǎo)熱率一般比較低。 28、在穩(wěn)態(tài)傳熱中，凡熱阻大處其溫差也_。滴狀冷凝的給熱

15、系數(shù)_膜狀冷凝給熱系數(shù)。大 大于29、沸騰傳熱時(shí)，在核狀沸騰區(qū)壁面與沸騰流體的溫差愈大，則_。越大30、對(duì)于間壁式換熱器：等式成立的條件是 、 、 。31、下列各種情況下的對(duì)流給熱系數(shù)空氣流速為6m/s時(shí)的； 空氣流速為25m/s 時(shí)的；水的流速為1.2m/s時(shí)的； 水的流速為2.5m/s時(shí)的； 蒸汽膜狀冷凝時(shí)的之間的數(shù)值按自大而小的順序?yàn)?_ _ _ _ _。 32、不需要任何介質(zhì)的傳熱稱為（ ）傳熱。 輻射 33、在列管式換熱器中，流體在管內(nèi)流動(dòng)稱為流經(jīng)（ ）。 管程 34、列管式換熱器中，流體在（ ）流動(dòng)稱為流經(jīng)殼程。 管間 35、能以相同的吸收率且部分地吸收由零到的所有波長范圍的輻射能

16、的物體稱為（ ）。 灰體 36、在輻射傳熱中，氣體的反射率為（ ）。 0 37、在輻射傳熱中，黑體的透過率為（ ）。 0 38、在輻射傳熱中，灰體的透過率為（ ）。 0 39、灰體的輻射能力與同溫度下黑體的輻射能力之比，稱為物體的（ ）。黑度 40、在列管換熱器中，若用飽和蒸氣加熱空氣，則傳熱管的壁溫接近（ ）的溫度。 飽和蒸氣 41、在列管換熱器中，若用飽和蒸氣加熱空氣，則總傳熱系數(shù)接近（ ）的對(duì)流傳熱系數(shù)。 空氣 42、在列管換熱器中，若用飽和蒸氣加熱空氣，則空氣應(yīng)走（ ）。 管內(nèi) 43、在列管換熱器中，若用飽和蒸氣加熱空氣，則飽和蒸氣應(yīng)走（ ）。管間 44、判斷下列物性數(shù)值大小l金屬 _

17、 l液 _l氣。 四、判斷題 （每題1分）1、在輻射傳熱中，黑體的反射率為1。 （ ）2、對(duì)流傳熱包括強(qiáng)制湍流傳熱和強(qiáng)制層流傳熱。 （ ）3、滴狀冷凝比膜狀冷凝效果好。 （ ）4、圓筒壁熱傳導(dǎo)是傳熱速率與熱通量相等 （ ）5、一般固體、液體和氣體相比較，導(dǎo)熱系數(shù)值的大小順序?yàn)楣腆w氣體液體。 （ ）6、夏季人們穿深色衣服不會(huì)感覺太熱。 （ ）7、對(duì)流傳熱僅發(fā)生在流體中。 （ ）8、流體與固體壁面間對(duì)流傳熱的熱阻主要集中在流動(dòng)邊界層。 （ ）9、一套管換熱器逆流操作與并流操作一樣。 （ ）10、雖然大氣層包圍著地球，但陽光仍能照射到地球表面，因?yàn)榭諝馐峭笩狍w。 （ ）五、問答題1、在列管換熱器中，

18、擬用飽和蒸氣加熱空氣，傳熱管的壁溫接近哪一種流體的溫度？ 為什么？ （3分）答： 壁溫接近飽和蒸氣的溫度。 因?yàn)?， 飽和蒸氣的空氣的，則 所以，,傳熱管的壁溫接近飽和蒸氣(大)的溫度。 2、為什么內(nèi)部孔隙多的材料保溫效果好? （3分） 因?yàn)榇罅康目紫吨邪鴮?dǎo)熱系數(shù)非常小的氣體，對(duì)導(dǎo)熱不利，從而起到了保溫的作用。 3、在強(qiáng)化傳熱的過程中，為什么要想辦法提高流體的湍動(dòng)程度? （3分） 由于對(duì)流傳熱的熱阻主要集中在層流底層內(nèi)，提高流體的湍動(dòng)程度能減薄層流底層的厚度，可以提高傳熱效果。 4、在傳熱實(shí)驗(yàn)中，試分析說明飽和水蒸氣與管壁間的對(duì)流給給熱系數(shù)()如何確定的？并指出相應(yīng)測(cè)試的基本參量有哪些？

19、（4分）答： 即需測(cè)參數(shù)：空氣流量； 空氣進(jìn)、出口溫度（1、2）； 飽和蒸汽壓力,然后查出飽和蒸汽溫度Ts ；管壁溫（w）5、在蒸汽冷凝時(shí)，其冷凝液為層流流動(dòng)，若要提高蒸汽冷凝的給熱系數(shù)，可考慮采取哪些措施？ （4分）答： 措施一：讓液膜和蒸汽同向流動(dòng)，則磨擦力使液膜流動(dòng)加速，厚度減薄，從而使增大；措施二：若為單根管，將垂直放置改為水平放置。若為管束，則需減小垂直列上的管數(shù)，或把管子排列旋轉(zhuǎn)一定的角度；措施三：及時(shí)排除不凝氣體。6、 作圖定性示出沸騰傳熱系數(shù)隨相應(yīng)的傳熱溫差（壁面和沸騰液體之間）的變化關(guān)系。 列管換熱器封頭裝置隔板的作用是什么？ （4分）答： 如圖 隔板將管子分成若干組，構(gòu)成多

20、程換熱器, 增大流速, 以提高管程。 7、現(xiàn)場有一列管式加熱器，管程有dmm鋼管n根，每根長L米,內(nèi)通水。殼程為壓力等于PPa(絕)的飽和水蒸氣冷凝。今欲實(shí)測(cè)此換熱器傳熱系數(shù)K，試問 需要測(cè)取哪些數(shù)據(jù)?說出所用儀表。 根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)列出計(jì)算K值的有關(guān)公式及計(jì)算方法。 （4分）答： 需要測(cè)水的進(jìn)、出口溫度和，可使用溫度計(jì)測(cè)量;需要的加熱蒸汽溫度,可使用熱電偶測(cè)量, 需要測(cè)水的流量, 可使用轉(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)量。 換熱器面積 平均推動(dòng)力 基于外表面的總傳熱系數(shù) 五、計(jì)算題1、某平壁燃燒爐是由一層耐火磚與一層普通磚砌成，兩層的厚度均為100 mm，其導(dǎo)熱系數(shù)分別為0.9 W/（）及0.7 W/（）。待操作

21、穩(wěn)定后，測(cè)得爐壁的內(nèi)表面溫度為700, 外表面溫度為130。為減少燃燒爐的熱損失，在普通磚的外表面增加一層厚度為40 mm, 導(dǎo)熱系數(shù)為0.06 W/（）的保溫材料。操作穩(wěn)定后，又測(cè)得爐內(nèi)表面溫度為740, 外表面溫度為90。設(shè)兩層材料的導(dǎo)熱系數(shù)不變。計(jì)算加保溫層后爐壁的熱損失比原來減少百分之幾？ （10分）解：設(shè)單位面積爐壁的熱損失為（），加保溫層前，是雙層平壁的熱傳導(dǎo) （4分）加保溫層后，是三層平壁的熱傳導(dǎo) （4分）熱損失減少的百分?jǐn)?shù) （2分）2、外徑為426 mm的蒸氣管道, 其外包扎一層厚度為426 mm的保溫層, 保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)可取為0.615 W()。若蒸汽管道的外表面溫度為1

22、77, 保溫層的外表面溫度為38, 求每米管長的熱損失。 （10分）解：由已知 r2 = 0.426/2 = 0.213 m， r3 = 0.213 + 0.426 = 0.639 m （5分）每米管長的熱損失 （5分）3、在一套管換熱器中，用水蒸氣加熱空氣，已知空氣側(cè)的對(duì)流給熱系數(shù)為 40W/(m2),蒸汽冷凝側(cè)的對(duì)流給熱系數(shù)為5000W(m2)，現(xiàn)欲提高此傳熱過程的總傳熱系數(shù),應(yīng)從何著手解決？試用具體數(shù)據(jù)說明理由。（注：管壁熱阻及污垢熱阻可忽略,空氣湍流） （15分）解： 當(dāng)忽略管壁及污垢熱阻時(shí) W/(m2) (4分) 由于,故應(yīng)設(shè)法增大之值 在管程允許的壓力降范圍內(nèi)增大空氣的流量,設(shè)將空

23、氣流量提高2.4倍,則 W/(m2) W/(m2) (5分) 若將增大一倍 W/(m) (3分) W/(m) (3分)4、某廠精餾塔頂,采用列管式冷凝器,共有252.5mm的管子60根, 管長為2m,蒸汽走管間,冷卻水走管內(nèi),水的流速為1m/s 。進(jìn)、出口溫度分別為20和60,在定性溫度下水的物性數(shù)據(jù)為:=992.2kg/m3 =0.6338W/(m) =6.5610-4Pa.s Pr=4.31 求管內(nèi)水的對(duì)流給熱系數(shù) 如使總管數(shù)減為50根,水量和水的物性視為不變,此時(shí)管內(nèi)水的對(duì)流給熱系數(shù)又為多大? (15分)解: (3分)可采用下式計(jì)算對(duì)流給熱系數(shù) 流體被加熱 n=0.4 (2分) W/(m

24、2) (2分) (2) 當(dāng)管子根數(shù)減少時(shí),流速變大 (4分) (2分)） (2分)5、一套管換熱器,由483mm和252.5mm的鋼管組成,兩種流體在內(nèi)管和環(huán)隙流過，分別測(cè)得對(duì)流給熱系數(shù)為和，若兩流體的流量保持不變，并忽略出口溫度變化對(duì)物性所產(chǎn)生的影響。求將內(nèi)管改322.5mm后,管內(nèi)對(duì)流給熱系數(shù)有何變化?(假設(shè)流動(dòng)狀態(tài)皆為湍流) (10分)解: 原內(nèi)管外徑 內(nèi)徑 新內(nèi)管外徑 內(nèi)徑 設(shè) 改用322.5鋼管后,內(nèi)管對(duì)流給熱系數(shù) (5分) (5分)6、一套管換熱器用 133的飽和水蒸汽將管內(nèi)的氯苯從 33加熱到 73，氯苯流量為 5500Kg/h?，F(xiàn)因某種原因，氯苯流量減少到 3300Kg/h，但

25、其進(jìn)出口溫度維持不變，試問此時(shí)飽和蒸汽溫度應(yīng)為多少才能滿足要求？此時(shí)飽和水蒸汽冷凝量為原工況的百分之幾？（設(shè)兩種工況下的蒸汽冷凝熱阻，管壁熱阻，垢層熱阻及熱損失均可略，且氯苯在管內(nèi)作湍流流動(dòng)，忽略兩工況下蒸汽汽化潛熱的變化） (15分)解： (3分) (5分) (3分) (4分)7、重油和原油在單程套管換熱器中呈并流流動(dòng)，兩種油的初溫分別為243和128；終溫分別為167和157。若維持兩種油的流量和初溫不變，而將兩流體改為逆流，試求此時(shí)流體的平均溫度差及它們的終溫。假設(shè)在兩種流動(dòng)情況下，流體的物性和總傳熱系數(shù)均不變化，換熱器的熱損失可以忽略。解： 以下標(biāo)“”表示并流的情況。由傳熱速率和熱量衡

26、算式知： (3分) 兩式相除，得： （a）將和比定律應(yīng)用于下式，得： (4分)所以 (3分) 或 （b）由式a得： 即： （c） 聯(lián)立式b和c解得： (5分)8、一套管式換熱器管內(nèi)流體的對(duì)流傳熱系數(shù) = 20 W/（m2），管間流體的對(duì)流傳熱系數(shù)= 350 W/（m2）。若將管內(nèi)和管間兩種流體的對(duì)流傳熱系數(shù)分別提高一倍，總傳熱系數(shù)K分別相應(yīng)增加多少？（管壁熱阻及污垢熱阻可忽略不計(jì)，管壁厚度按薄壁管處理）(10分)解：原流動(dòng)情況 m2/W K=18.92 W/ m2 (2分)（1）管內(nèi)對(duì)流傳熱系數(shù)增加一倍 = 2 = 220= 40 W/ m2 m2/W K=35.9 W/ m2 （）/18.9

27、2 = 89.75% (4分)（2）管外對(duì)流傳熱系數(shù)增加一倍 = 2350 = 700 W/ m2 m2/W K = 19.44 W/ m2 （）/18.92 = 2.75% (4分)9、在列管式換熱器中用水冷卻油，水在管內(nèi)流動(dòng)。已知管內(nèi)水側(cè)對(duì)流傳熱系數(shù)為349 W/（m2），管外油側(cè)對(duì)流傳熱系數(shù)為258 W/（m2）。換熱器在使用一段時(shí)間后，管壁面兩側(cè)均有污垢形成，水側(cè)的污垢熱阻Rsi 為0.00026 （m2）/W，油側(cè)的污垢熱阻為0.000176 （m2）/W。若此換熱器可按薄壁管處理，管壁導(dǎo)熱熱阻忽略不計(jì)。(10分)求：（1）產(chǎn)生污垢后熱阻增加的百分?jǐn)?shù)； （2）總傳熱系數(shù)K。 解：（1）產(chǎn)生污垢前的熱阻