化工原理傳熱題庫概要

第四章 《傳熱》練習題一、選擇題1K，下述說法中錯誤的是（AKBK隨著所取的傳熱面不同而異；CKDK值，應從降低最大熱阻著手；答案：C2、揭示了物體輻射能力與吸收率之間關系的定律是（ 。A、斯蒂芬波爾茲曼定律； C、折射定律；B、克?；舴蚨?； D、普郎克定律答案：B3、在確定換熱介質的流程時，通常走管程的有（ ，走殼程的有（ 。A、高壓流體； B、蒸汽； C、易結垢的流體D、腐蝕性流體；E、粘度大的流體； F、被冷卻的流體；答案：A、C、D；B、E、F4、影響對流傳熱系數(shù)的因素有( A、產(chǎn)生對流的原因；B、流體的流動狀況；C、流體的物性；D、流體有無相變；E答案:A、B、C、D、E5、某套管換熱器，管間用飽和水蒸氣將湍流流動的空氣加熱至指定溫度，若需進一步提高空氣出口溫度，擬將加熱管管增加一倍（管長、流動狀態(tài)及其他條件均不變，你認為此措施( 。A、不可行的；B、可行的；C、可能行，也可能不行；D、視具體情況而定；答案：A解：原因是：流量不變

d2u常數(shù)

ul/d

u0.8，

/d0.21/d1.8b.d增大時，α

d A1/d

A，管徑增加， 下降mc t t p 2 1 m根據(jù)KAt

tt2 1mK∴1

lnTt T 2mcAp即

lnTt1Tt12Ttln 1A

Tt2 ∴t2u N0.023Re0.8Prn，即物性一定時，u0.8/d0.2。u根據(jù)連續(xù)性方程，流量不變時，

V4

d

，所以管徑變化，管內流速也發(fā)生變化。管間用飽和水蒸氣加熱，熱阻小，可以忽略不計，總熱阻近似等于管內傳熱熱阻，即K6、對下述幾組換熱介質，通常在列管式換熱器中K值從大到小正確的排列順序應是（ 。、③>④>②>①；C、③>②>①>④；D、②>③>④>①；冷流體 熱流體① 水 氣 體②水沸騰 水蒸氣冷凝③ 水 水④ 水 輕油答案：D7、為了在某固定空間造成充分的自然對流，有下面兩種說法：①加熱器應置于該空間的上部；②冷凝器應置于該空間的下部正確的結論應該是（ 。A、這兩種說法都對； 、第一種說法對，第二種說法錯B、這兩種說法都不對； 、第二種說法對，第一種說法錯答案：B8、下述各種情況下對流傳熱系數(shù)由大到小的正確順序應該是（ 。A、③>④>①>②； B、④>③>②>①； C、③>④>②>①； D、③>②>④>①；①空氣流速為30m/S時的a； ②水的流速為1.5m/s時的a；③蒸汽滴狀冷凝時的a； ④水沸騰時的答案：C9、傳熱過程中當兩側流體的對流傳熱系數(shù)都較大時，影響傳熱過程的將是（ 。A、管壁熱阻； 、污垢熱阻；C、管內對流傳熱熱阻； 、管外對流傳熱熱阻答案：B10熱油和水在一套管換熱器中換熱水由20℃升至7℃若冷流體為最小值流體傳熱效率0.65則油的入口溫度（ 。A、104℃； B、130℃； C、95℃； D、答案：A752020T1T分析： ε= =0.65 T1=104℃11、關于輻射傳熱，下述幾種說法中錯誤的是（ 。A、除真空和大多數(shù)固體外，熱射線可完全透過；B、熱輻射和光輻射的本質完全相同，不同的僅僅是波長的范圍；C、熱射線和可見光一樣，都服從折射定律；D、物體的溫度不變，其發(fā)射的輻射能也不變；答案：A12、關于下面兩種說法的正確結論應是（ 。物體的相應位置確定后，系統(tǒng)的黑度只與表面黑度有關；通過改變表面黑度的方法不能強化或消減輻射過程。A、這兩種說法都對； 、第一種說法對，第二種說法不對B、兩種說法都不對； 、第二種說法對，第一種說法不對答案：C13、冷熱水通過間壁換熱器換熱，熱水進口溫度為90C，出口溫度為50C，冷水進口溫度為15C，出口溫度為53C，冷水的流量相同，且假定冷熱水的物性為相同，則熱損失占傳熱量的（ 。A、5%； B、6%；

C、7； 、8%；答：A 解：由

Q Wch h

T T1

Q Wcc c ，

t t1 2Q Qh Q得 h

T 1 2T1

2T2

t 5015 40381 0.059050 4014、某套管換熱器由?108×4mm和?55×2.5mm鋼管組成，流體在環(huán)隙間流動，其當量直徑為（ ）mm。A、53； B、45； C、50； D、答案：B15、有兩臺同樣的管殼式換熱器，擬作氣體冷卻器用。在氣、液流量及進口溫度一定時，為使氣體溫度降到最低應采用的流程為（ ）A、氣體走管外，氣體并聯(lián)逆流操作；B、氣體走管內，氣體并聯(lián)逆流操作；C、氣體走管內，串聯(lián)逆流操作； D、氣體走管外，串聯(lián)逆流操作答案：D16、對在蒸汽-空氣間壁換熱過程中，為強化傳熱，下列方案中（ ）在工程上是可行的：A、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、在蒸汽一側管壁上加裝翅片，增加冷凝面積并及時導走冷凝液； 答案：A17、判斷下面關于系統(tǒng)進行穩(wěn)定傳熱時的說法哪一個是錯誤的，錯誤的是（ ）A、通過一定傳熱面的傳熱速率不隨時間變化，為一定值；B、系統(tǒng)中任一點的溫度維持恒定；C、總的傳熱速率等于通過垂直于熱流方向的各層傳熱面的傳熱速率之和；D、系統(tǒng)中任一傳熱面上的熱通量在過程中不變；答案：C18、在常壓水蒸氣冷凝加熱空氣，空氣平均溫度為20℃，則壁溫約為（ ）A、20℃； B、100℃； C、60℃； D、49.7℃答案：B19、有一套管換熱器，長10m，管間用飽和水蒸氣作加熱劑。一定流量下且做湍流流動的空氣由內管流過，溫度可升至指溫度?，F(xiàn)將空氣流量增加一倍，并近似認為加熱面壁溫不變，要使空氣出口溫度仍保持原指定溫度，則套管換熱器的長度為原來的（ ）A、2倍； B、1.75倍； C、1.15倍； D、2.30倍答案：Ｃ20、為了減少室外設備的熱損失，保溫層外所包的一層金屬皮應該是（ ）A、表面光滑，顏色較淺； B、表面粗糙，顏色較深；C、表面粗糙，顏色較淺； D、表面光滑，顏色較深答案：Ａ21氣體的導熱系數(shù)值隨溫度的變化趨勢為（AT升高，λ增大 BT升高，λ減小CT升高，λ可能增大或減小DT升高，λ不答案：A22、水銀、水、軟木的導熱系數(shù)分別為λ、λ、λ3其大小順序為（）Aλ1>λ2>λ3 Bλ1<λ2<λ3Cλ1>λ3>λ2 Dλ3>λ1>λ2答案：A23、多層平壁定態(tài)熱傳導時，各層的溫度降與各相應層的熱阻（ ）A成正比 B成反比 C沒關系 D不確答案：A24、對由多層平壁組成的多層平壁穩(wěn)定熱傳導而言，若三層的傳熱推動力△t1>△t2>△t3,則三層平壁的傳熱阻力R1、R2R3之間的關系為（ ）AR1>R2>R3 B R1<R2<R3 C R1>R3>R2 D R2>R1>R3答案：A25λ1和λ2和△t2則λ1和λ2的關系為（ ）Aλ1<λ2 Bλ1>λ2 Cλ1=λ2 D答案：A26、由厚度都相同的平壁組成的三層平壁而言，λ1>λ2>λ3，則熱阻R1、R2、R3之間的關系為（ ）AR1>R2>R3 BR1<R2<R3 CR1>R3>R2 DR3>R1>R2答案：B27、由傅立葉定律，可以定義出導熱系λ；由牛頓冷卻定律，可以定義出對流傳熱系α。對λ和α的下列認識中正的是（ ）Aλ和α皆為物質的熱物理性質 B λ和α具有相同的因次Cα和λ不一樣，僅λ為物質的熱物理性質Dα和λ不一樣，僅α為物質的熱物理性質答案：C28NuReGr傳熱現(xiàn)象可由其中的（）來描述。A、、Gr BPr、Gr、Nu CNu、Re、Pr D、Nu、Re答案：B29、設水在一圓直管內湍流流動，在穩(wěn)定段處，其對流傳熱系數(shù)為α1；若將水的質量流量加倍，而保持其他條件不變，時的對流傳熱系數(shù)α2α1的關系為（ ）Aα2=α1 Bα2=2α1 Cα2=20.8α1 Dα2=20.4α1答案：C30、下列準數(shù)中反映的物體物性對對流傳熱影響的是（ ）ANu BRe CPr DGr答案：C31、下列準數(shù)中反映自然對流對對流傳熱影響的是（ ）ANu BRe CPr DGr答案：D32、下列準數(shù)中反映流動狀態(tài)和湍流程度對對流傳熱影響的是（ ）ANu BRe CPr DGr答案：B33、對由外管直徑為d1,內管直徑為d2組成的套管而言，按潤濕周邊計算而得的當量直徑為（ ）A（d1+d2）/2 Bd1+d2 Cd1-d2 Dd2-d1答案：C34、換熱器中任意截面上的對流傳熱速率系數(shù)×推動力，其中推動力是指（ ）A兩流體溫度差B冷流體進、出口溫度差（t2-t1）C熱流體進、出口溫度差（T2-T1）D液體溫度和管壁溫度差（T-T）或（t

-t）答案：DW W35、液體在圓形直管內作強制湍流時，其對流傳熱系α與雷諾準數(shù)Re的n次方成正比，其中n的值為（ ）A0.5 B0.8 C 1 D 2答案：B36、工業(yè)生產(chǎn)中，沸騰傳熱操作應設法保持在（ ）A自然對流區(qū) B泡核沸騰區(qū) C膜狀沸騰 D過渡答案：B37、在通常操作條件下的同類換熱器中，設空氣的對流傳熱系數(shù)為α1，水的對流傳熱系數(shù)為α2，蒸汽冷凝的傳熱系數(shù)為α3，則（ ）Aα1>α2>α3 B α2>α3>α1 Cα3>α2>α1 Dα2>α1>α3答案：C二、填空題1、對流傳熱總是概括地著眼于壁面和流體主體之間的熱傳遞，也就是將邊界層的 和邊界層外的 合并考慮并命名為給熱。答案：熱傳導；熱對流2、給熱是以 和 的差作為傳熱推動力來考慮問題的答案：流體的平均溫度；壁面溫度3、流體在垂直管內自上而下流動同時被加熱時，其對流傳熱系數(shù)比用普通準數(shù)關聯(lián)式計算的結果要 答案：大分析：流體被加熱時，自然對流的方向是自下而上，恰與流體流動方向相反，引起湍動加劇。4、金屬的導熱系數(shù)大都隨其純度的增加而 ，隨其溫度的升高而 答案：增大；減小5、在工程計算中，對兩側溫度分別為t,t1 2是 或 。

tt122 1 2答案； 2 ；6、對流傳熱的熱阻主要集中在 ，因此， 是強化對流傳熱的重要途徑答案：滯流內層；減薄滯流內層的厚度、在、就減小。

cp這4個物性參數(shù)中，若 值大，對流傳熱系數(shù)就增大；若 值大，對流傳熱系數(shù) 答案： 、p、 ；8、黑體的表面溫度從300℃升至600℃，其輻射能力增大到原來的 答案:5.39分析:斯蒂芬-波爾茲曼定律表明黑體的輻射能力與絕對溫度的4次方成正比, 而非攝氏溫度,即300273300273 =5.39。9、流體在圓形直管內作強制湍流流動，若傳熱推動力增大1倍，則對流傳熱速率增大 倍答案：110、由核狀沸騰轉變?yōu)槟罘序v時的溫度差稱為 。這時單位時間、單位面積所傳遞的熱量稱為 答案：臨界溫度差；臨界熱負荷、處理量為440kg/h的有機溶液在某換熱器中預熱。運轉一周期后，該溶液在管內生成積垢，使換熱器總熱阻增加10%若維持冷、熱介質出口溫度不變，則該溶劑的處理量變?yōu)?。答案：400kg/hQKA tQQ=

'K'Atmm mQ K

1K'

Q 440Q' K'

1K =1.1故 Q'

1.1 1.1

=400kg/h120mm1270W（m2℃30mm的圓管，其對流傳熱系數(shù)將變?yōu)?Ｗ/(m2·℃)答案：612分析：

=0.023d

Re0.8Pnr 0.8Wd

/ d2 4

Prn =0.023d∝d1(12)0.8=d1.830 =20

=0.482=0.482=0.4821270=612W/(m2·℃)13、工業(yè)上常見的載熱體加熱劑有 、 、熱水、聯(lián)苯混合物，熔(KNO53%，NaNO40%,NaNO7%)等。3 2 3答案：飽和蒸汽；煙道氣14、工業(yè)上常見的載熱體冷卻劑有冷水、 、 等答案：空氣；冷凍鹽水15、換熱器在使用一段時間后，傳熱速率會下降很多，這往往是由于 的緣故答案：傳熱管表面有污垢積存16、根據(jù)冷熱流體的接觸情況，兩種流體實現(xiàn)熱交換的形式有 、混合式換熱 和 三種答案：間壁式換熱、蓄熱式換熱17、對大空間的自然對流，通常取加熱（或冷卻）表面的 為特征尺寸答案：垂直高度18、傳熱的三種基本方式是 、 和熱輻射。答案：熱傳導；對流傳熱

N1.86R1/3P1/3(

d i)1/3( )0.14u19、柴油在圓形直管內作強制滯流流動，給熱系數(shù)可用下式計算：

e r L 。若流量和物性不變，將管內徑減半后仍為滯流，則管內對流傳熱系數(shù)變?yōu)樵瓉淼?倍答案：2 1/3Wd

/ d2 d 4 i由1.86

P1/3

i)1/3( )0.14rdi L r 分析：知d11/31/3d1' 1(2)12

故'20、在計算換熱器的平均傳熱推動力時，若兩端的推動力相差不大于 2倍，則其算術平均值與對數(shù)平均值相差不于 。答案：4%11.2W/(m·℃)，0.16W/(m·℃0。92W/(m·0.5m0.25m100055接觸良好，求每平方米爐壁散熱速率。[解/S(tt（b/)1 2 i i10005)[0.5/112)(0.5/0.16)(0.25/0.92)]247.81w/m22100mm0.08W/(m·℃15050150W/m，試求絕熱層厚度。[/L1

t)/Ln(r2

/r)10.16(15050)Ln(r2

/50)150r69.9mm2壁厚為：rr2 1

69.95019.9mm3Φ38×2.5mm50mm0.07W/(m·℃10mm0.15W/(m·℃18035℃，試求每米管長的熱損失及兩保溫層界面處的溫度？解：①r0=16.5mm=0.0165m，r1=19mm=0.019mr2=r1＋1=0.019＋0.05=0.069mr=r＋ =0.069＋0.01=0.079m3 2 2=45W/(m·℃)0QL 1

2(t01

t)3r

2r 1 19 1 69 1 79

47.1W/m ln1ln2ln3 ln ln ln r r 0 0 1 1

r 45 19 692Q 2(tt)

2(t35)② 2 L 1 r

即

21 79ln3 r2 2

ln69∴t=41.8℃24、有一外徑為150mm的鋼管，為減少熱損失，今在管外包以兩層絕熱層。已知兩種絕熱材料導熱系數(shù)之比 ，層絕熱層厚度相等皆為30mm。試問應把哪一種材料包在里層時管壁熱損失小。設兩種情況下兩絕熱層的總溫差不變。解：若小的包在里層時：Q2Lt/{Ln(r/r)/Ln(r/r)/}2 1 1 3 2 2r75mm,r1

7530105mm,r3

135mm設1,21 2Ln(r/r)/Ln(r/r)/

0.4622 1 1 3 2 2若大的包在里層是：Ln(r/r)/Ln(r/r)/

0.4202 1 2 3 2 1小的包在里層時，熱損失小。5、冷凍鹽水（25%的氯化鈣溶液）從φ25×2.5mm3m0.3m/s，溫度自-515℃。假設管20℃，試計算管壁與流體之間的平均對流給熱系數(shù)。已知定性溫度下冷凍鹽水的物性數(shù)據(jù)如下：密度為1230kg/m34×10-3Pa·s0.57W/(m·2.85kJ/(kg·2.5×10-3Pa·s解：d=0.025－0.0025×2=0.02m∴L 3 15050d u0.3m/s Redu123018452000 ∴層流 4103Pr

Cp

2.85103410320 RePrdiL1845200.0203246＞100d130.14Re13Pr13

i L w

d1 18451320130.0203=354.7W/(m2℃)

34

0.140.57

0.02620120℃，在定性溫度下重油物性數(shù)據(jù)如下：900kg/m31.88×103J/(kg·℃0.175W/(m·2×10-6m2/s3×10-4l/℃，管外徑為68mm，試計算蒸汽對重油的傳熱速度W/m2。解: Gt/v2r31049.810.0683100/(2106)22.313107PC/1.881039002106/0.17519.34r PGP4.474108 A0.135B1/3rrA(GP)b/L265.7w/(m0C)rrQ/St265.7(12020)26570w/m27、有一雙程列管換熱器，煤油走殼程，其溫度由23012025000kg/hφ25×2.5mm706m32mm，正方形排列。用圓缺型擋板（切去高度為直徑的25%），試求煤油的給熱系數(shù)。已知定性溫度7100.131擋板間距 ，殼體內徑 。解:AhD(1d0

/t)0.240.48(125/32)0.0252m2uVs

/A0.0388m/sd4(t2d2/4)/d0.027meRdu/2325e ePCr

/6.35 0.950.36R0.55P1/30.95/de r e0.360.13123250.556.351/30.95/0.027218.3w/(m0C)8、為保證原油管道的輸送，在管外設置蒸汽夾。對一段管路來說，設原油的給熱系數(shù)為420W/(m·℃)，水蒸氣冷凝給熱系

W/(m·℃)。管子規(guī)格為φ35×2mm鋼管。試分別計算K和K，并計算各項熱阻占總熱阻的分率。i 01/Ki

1/i

bdi

/dm

d/di 0

31/(35104)0.00231/(4533)1/4200.002511l/[w/(m20C)]K398.3W/(m20C)i計入污垢熱阻 Re0

0.8598104dR/d0ei

1.719710435/311.94104污垢熱阻占(0.85981.94)104/[0.002835(0.85951.94)104]8.900原油側熱阻占0.035/(4200.031)/0.00283594.800蒸汽側熱組占1/10000/0.0028353.500管壁導熱熱阻占0.0020.035/(450.033)/0.0028351.7009、某列管換熱器，用飽和水蒸汽加熱某溶液，溶液在管內呈湍流。已知蒸汽冷凝給熱系數(shù)為104W/(m·℃)，單管程溶液給熱系數(shù)為400W/(m·℃)，管壁導熱及污垢熱阻忽略不計，試求傳熱系數(shù)。若把單管程改為雙管程，其它條件不變，此時總傳熱系數(shù)又為多少？）單管程1/K0

1/i

1/0

1/1041/4000.0026l/[w(m2C)]K 384.6w(m2C)02)改為雙管層管內流速提高一倍，則：1/K0

1/(20.8i

)1/0

1/1041/(40020.8)K 651.1w/(m2C)010φ25×2.5mm，管內流體的對流給熱系數(shù)為100W/(m·℃0.0018m·℃/W。試求：①傳熱系數(shù)K配；②若管內流體流量提高一倍，傳熱系數(shù)有何變化？③若管外流體流量提高一倍，傳熱系數(shù)有何變化？解：①R=R=0.00118m2℃/W鋼管=45W/(m℃)i 0d d0dm d

m25ln0 lnd 20i1 1 bd d 00RRK d d i 00 0 m i i 1

20.001182000 45100=0.01542 K0=64.84W/(m2℃)熱阻分配：RR1K0污垢： 1K0

211110K0管外：

0.015423.24%管內：

0.025d0dii1K0d0dii1K0

81.1%管壁：

bd0d1mKbd0d1mK00.01542

0.41% ②W 2Wi i1

， u 2ui bd d

， 20.8i i∴K0

d00

0 RRd i 0i i 1

20.001182000 4520.8100=0.01010 m2℃/WK98.99W/(m2℃)0③W2W ， 20.80 0 0 01 1 bd d∴K

d

0 RRd i 0 0 m ii 1

20.0011820.82000 45100K0

=0.01521 m2℃/WW/(m2℃)111552050℃，60少溫度？解：逆流時：QQh cWCTWCt,則WChph cpc h

(15050)WCcpc

(6020)t(9530)ln(95/30)56.40CmQKSt,KS1.862WCm hph

(1)并流時：QQh cWCTWC

t,則WC

(155T')W

(t'20)hph

cpc

hph

2 cpc2t'[135(T't')]/ln135/(T't')m 2 2QKSt'm

2 2(2)聯(lián)立方程解得：T'64.70C t'54.40C2 2即并流時柴油冷卻到64.70C12、一套管換熱器，冷、熱流體的進口溫度分別為55℃和115℃。并流操作時，冷、熱流體的出口溫度分別為75℃和95℃。試問逆流操作時，冷、熱流體的出口溫度分別為多少？假定流體物性數(shù)據(jù)與傳熱系數(shù)均為常量。解：并流時： Q Qh cW Ch

T W C tC pC則W C（115 95）W h ph C

（7555）pCW Ch

W CC pCt (6020)/ln60/20 36.410CmQKStmKS 0.55W Ch ph逆流時：

C（115

C （t

55）115

h't'2

ph55

2 C pC 2t 1

'552

t 115 T2 2t1

t2t'm

(t1

t2

)/230(T

't'2

)/2115

'0.55[30(T2

't'2

)/2]115

't'2

55解得 T2

93.70C

t'76.30C213、在一單管程列管式換熱器中，將2000kg/h20802006mφ38×3mm?，F(xiàn)因生產(chǎn)要求需要設計一臺新?lián)Q熱器，其空氣處理量保持400φ19×1.5mm，操作條件不變，試求此新?lián)Q熱器的管子長度為多少米？QQ'QKSt總 m 0

Ki iu'/und2/(nd'2)i i i iu0.8d0.2i i i'/(u'/ui i i

)0.8(di

/d')0.2i'/i

(200322/(400162)0.8(32/16)0.22'/2 Ki i

2KiS 總 i

n''總 iQ'K't 2Kn''ti總 m i i mQKSt Kti總 m i i m1/2(n/n')(di

/d')L3mi140.7W/（·℃。待操作穩(wěn)定后，測得爐膛的內表面溫度為70℃，外表面溫度為130.06W/（m·℃）740℃，外表90℃。設兩層磚的導熱系數(shù)不變，試計算加保溫層后爐壁的熱損失比原來的減少百分之幾？解：加保溫層前單位面積爐壁的熱損失為QS1此時為雙層平壁的熱傳導，其導熱速率方程為：Q

tt

7013

W/m2 S b

3 2244b 1 b

0.10.10.9 0.71 2加保溫層后單位面積爐壁的熱損失為QS2此時為三層平壁的熱傳導，其導熱速率方程為：Q

tt

74090 S

1 4 b b

70W/20.1 0.1 0.04 2 0.90.70.061 2 3故加保溫層后熱損失比原來減少的百分數(shù)為：Q 1S1

Q S

22447062100% 100%68.5%Q1S1

224415140mm40保溫材料的λ與tλ=0.1+0.000（tλ的單位為W·℃。若要求每米管長的熱損失Q/L不大于450W/m，試求保溫層的厚度以及保溫層中溫度分布。2 2 解：此題為圓筒壁熱傳導問題，已知：r=0.07m t=390℃ t2 2 0.10.0002390400.143W/（m·℃） 2 （1）保溫層溫度 將式（4-15）改寫為rln3r

2

t3r2ln

Q/L450

ln0.073得 r=0.141m32故保溫層厚度為 b=r3－r=0.141－0.07=0.071m=71mm2保溫層中溫度分布 設保溫層半徑r處的溫度為t，代入式（4-15）可得20.143390tlnr0.07

450解上式并整理得t=－501lnr－942計算結果表明，即使導熱系數(shù)為常數(shù)，圓筒壁內的溫度分布也不是直線而是曲線。1α=90W（·℃α=1000W（2·℃。冷卻管外徑d=16m，壁2 1 o厚=1.5mλ=40W（·℃。試求：①總傳熱系數(shù)K；2②管外對流傳熱系數(shù)α增加一倍，總傳熱系數(shù)有何變化？21③管內對流傳熱系數(shù)α增加一倍，總傳熱系數(shù)有何變化？1解： ①由式4-70可知K 1 1o 1 d bd 1 1 16 0.001516 1o o d d 1 i m 2

100013 40 14.5 901 80.80.001230.000040.01111可見管壁熱阻很小，通?？梢院雎圆挥?。②Ko

10.00123 1290

147.4W/m2C傳熱系數(shù)增加了82.4%。1 ③K③o 1 162100013

85.3W/m2C6%Kα2值。17100mmRe=1.2×105Nu0.023Re0.8Pr0.41：3解：由對流傳熱系數(shù)的計算公式：du0.8d0.023 d

Pr0.4當物性不變時u0.8d0.2∵u

∴d0.2求扁管的當量直徑de：設a、b，分別為矩形截面的寬與長a1由題意b 3 2(ab)dad得 8

b3d8d d4ab

2 8 8 3 3de 2(ab) d 16∴ 2

d 3.140.0050.0295m16設、分別為圓管與扁管的對流傳熱系數(shù)，則 a ( )0.2 ( )0.2 1.11a d 0.0295e∴ '=1.11=1.11100=111W/(m2℃)對流傳熱系數(shù)由原來的100W/(m2·℃)，增至現(xiàn)在的111W/(m2·℃)。道制成的換熱器（如最近開發(fā)的螺旋扁管換熱器，一般都具有高效的特點。18、有一套管換熱器，內管為542mm，套管為1164mm的鋼管，內管中苯被加熱，苯進口溫度為50℃，出口溫度為80℃，流量為4000Kg/h。環(huán)隙為133.3℃的飽和水蒸氣冷凝，其汽化熱為 2168.1KJ/Kg，冷凝傳熱膜系數(shù)為11630W/m2K。苯在50~80℃之間的物性參數(shù)平均值為密度880KJ/m3，比熱cp1.86KJ/Kg℃，粘度0.39103Ns/m2，導熱系數(shù)/mK，管內壁垢阻為0.000265cm2/W，管壁及管外側熱阻不計。試求：加熱蒸汽消耗量；所需的傳熱面積（以內管外表面計。50%（1）加熱蒸汽消耗量：Drwc (t2p22

t)1D2168.140001.86(8050)D103kg/h（2）內管中苯的流速：u

/ 4000/3600 0.643m/s0.785d22

8800.7850.052Rd2u

0.050.643880

7.245104e 0.39103 湍流cP p

1.861030.391035.41r 0.1340.023 R0.8P0.42 d e r20.1340.023

0.05

(7.254104)0.8(5.41)0.4937W/m20C則以內管外表面計的傳熱系數(shù)為：1 1 d d 1 54 54 1 1R 0.000265k d d1 22

s2 11630 93750 50K656W/m2℃t

tt2

8050 67.2m Tt1lnTt12

133.350ln133.380℃wc (tt)KAt2p22 1 1 m4000( )1.86103(8050)656A67.240003600 1A1.41m21（3）苯的流量增加50%，而進出口溫度不變，'21.50.81.383則 2℃'1.3839371296W/m2℃21 d' 1 dk''d2 2

k1d22d1(1 K' K

) d11

1 54 54 656 129650 937 'd d2 2 22K'830W/m2℃（以內管外表面計）1.5wc (t2p22

t)K'A1

t'm1.5wc (tt)K'

tt2 12p22 1

1 T'tln 1T't2

1.5wc2p2即：

TlnT't

1K'A121.5

4000 T'50)1.86103ln 8301.413600 T'80解得：T'145.2℃即苯的流量增加50%而溫度不變時，加熱蒸汽的溫度應為145.2℃。19、有一套管換熱器，內管為542mm，外管為1164mm的鋼管?，F(xiàn)用120℃的飽和水蒸氣加熱苯，使苯由50℃加熱至80℃，苯在內管中以4000kg/h的流量流動，試求：加熱蒸汽消耗量；所需套管的有效長度；由于某種原因，加熱蒸汽的溫度降為110℃，苯的出口溫度將變?yōu)槎嗌?？?0～80℃范圍內，苯的物性為p ℃， ℃， ，鋼的導熱系數(shù)為 c1.86kJ/kg 3.9104Pas,/m 880kg/m3 性為p ℃， ℃， ，鋼的導熱系數(shù)為 汽時水蒸氣冷凝潛熱r2205kJ/kg，蒸