換熱器原理與設(shè)計答案剖析

/GDOU-B-11-302GDOU-B-11-302班級：姓名：學(xué)號：試題共4頁加白紙3張密班級：姓名：學(xué)號：試題共4頁加白紙3張密封線《換熱器原理與設(shè)計》課程試題課程號：1420017√考試□A卷□閉卷□考查□B卷√考試題號一二三四五六七八九十總分閱卷教師各題分?jǐn)?shù)實得分?jǐn)?shù)一．填空題〔10分。每空1分1．相比較沉浸式換熱器和噴淋式換熱器.沉浸式換熱器傳熱系數(shù)較低。2．對于套管式換熱器和管殼式換熱器來說.套管式換熱器金屬耗量多.體積大.占地面積大.多用于傳熱面積不大的換熱器。3．在采用先逆流后順流<1-2>型熱效方式熱交換器時.要特別注意溫度交叉問題.避免的方法是增加管外程數(shù)和兩臺單殼程換熱器串聯(lián)。4．在流程的選擇上.腐蝕性流體宜走管程.流量小或粘度大的流體宜走殼程.因折流檔板的作用可使在低雷諾數(shù)<Re＞100>下即可達到湍流。5．采用短管換熱.由于有入口效應(yīng).邊界層變薄.換熱得到強化。6.相對于螺旋槽管和光管.螺旋槽管的換熱系數(shù)高.7.根據(jù)冷凝傳熱的原理.層流時.相對于橫管和豎管.橫管傳熱系數(shù)較高。8.減小管子的支撐跨距能增加管子固有頻率.在弓形折流板缺口處不排管.將減小管子的支撐跨距9.熱交換器單位體積中所含的傳熱面積的大小大于等于700m2/m3.為緊湊式換熱器。10.在廷克流動模型中ABCDE5股流體中.真正橫向流過管束的流路為B股流體,設(shè)置旁路擋板可以改善C股流體對傳熱的不利影響。二．選擇題〔20分。每空2分1.管外橫向沖刷換熱所遵循側(cè)傳熱準(zhǔn)則數(shù)為<C>A.努賽爾準(zhǔn)則數(shù)B.普朗特準(zhǔn)則數(shù)C.柯爾本傳熱因子D.格拉肖夫數(shù)2.以下哪種翅片為三維翅片管<C>A.鋸齒形翅片B.百葉窗翅片C.C管翅片D.縮放管3.以下?lián)Q熱器中的比表面積最小<A>A．大管徑換熱器B．小管徑換熱器C．微通道換熱器D.板式換熱器4.對于板式換熱器.如何減小換熱器的阻力<C>A．增加流程數(shù)B．采用串聯(lián)方式C．減小流程數(shù)D.減小流道數(shù)。5.對于板翅式換熱器.下列哪種說法是正確的<C>A．翅片高度越高.翅片效率越高B．翅片厚度越小.翅片效率越高C．可用于多種流體換熱。D.換熱面積沒有得到有效增加。6.對于場協(xié)同理論.當(dāng)速度梯度和溫度梯度夾角為<A>.強化傳熱效果最好。A．0度B．45度C.90度D.120度7.對于大溫差加熱流體<A>A．對于液體.粘度減小B．對于氣體.粘度減小C．對于液體.傳熱系數(shù)減小D.對于氣體.傳熱系數(shù)增大8.對于下列管殼式換熱器.哪種換熱器不能進行溫差應(yīng)力補償<B>A．浮頭式換熱器B．固定管板式換熱器C．U型管換熱器D.填料函式換熱器。9.對于下列管束排列方式.換熱系數(shù)最大的排列方式為<A>A．正三角形排列B．轉(zhuǎn)置三角形排列C．正方形排列D.轉(zhuǎn)正正方形排列。10.換熱器內(nèi)流體溫度高于1000℃時.應(yīng)采用以下何種換熱器<A>A．輻射式換熱器B．強制對流式換熱器C．自然對流式換熱器D.復(fù)合式換熱器。三．名詞解釋<15分.每題5分>1.布管限定圓<5分>熱交換器的管束外緣受殼體內(nèi)徑的限制.因此在設(shè)計時要將管束外緣置于布管限定圓之內(nèi).布管限定圓直徑Dl大小為浮頭式：固定板或U型管式2.卡路里溫度<5分>對于油類或其他高粘度流體.對于加熱或冷卻過程中粘度發(fā)生很大變化.若采用流體進出口溫度的算術(shù)平均溫度作為定性溫度.往往會使換熱系數(shù)的數(shù)值有很大誤差.雖然可以分段計算.但是工作量較大.工業(yè)上常采用卡路里溫度作為定性溫度。熱流體的平均溫度冷流體的平均溫度殼側(cè)流體被管側(cè)的水冷卻時Fc=0.3殼側(cè)流體被管程的水蒸氣加熱時Fc=0.55殼側(cè)和管側(cè)均為油時Fc=0.45粘度在10-3Pa?s以下的低粘性液體Fc=0.53.熱混合<5分>為了使換熱器更好地滿足傳熱和壓力降的要求.傳熱流體流經(jīng)混合板流道就相當(dāng)于其單獨流過這兩種傾角的板片各自組成的流道后再混合.所以此種組合而成的板式熱交換器在性能上體現(xiàn)了一種"熱混合"采用方法：⑴每兩種波紋傾角不同的人字形板片相疊組裝成一臺板式熱交換器⑵各自分段采用波紋傾角不同的人字形板片組裝成一臺板式熱交換器⑶將流道數(shù)分段組裝.進一步實現(xiàn)熱混合四．簡答題<30分.每題10分>1.請說出序號3、6、7、10、18各代表什么零件.起什么作用？<10分>3設(shè)備接管法蘭.與換熱器殼程外流路管路連接；6拉桿.安裝與固定折流板；7膨脹節(jié).補償管子與殼體熱應(yīng)力不同；10放氣嘴.用來釋放不凝結(jié)性氣體,18折流板-使殼程流體折返流動.提高傳熱系數(shù)。支撐管束.防止彎曲2.分析下列換熱器型號<10分><1><5分>浮頭式換熱器：前端管箱為封頭管箱.殼體型式為單殼程.后端為鉤圈式浮頭.公稱直徑800mm.管程壓力為1.6Mpa,殼程壓力為1.6Mpa.公稱換熱面積54m2,管長為6m.管外徑為25mm.4管程.Ⅱ級管束.普通級冷拔鋼管。<2><5分>換熱面積為80m2,碳鋼不可拆螺旋板式換熱器.其兩螺旋通道的距離分別為14mm和18mm.螺旋板的板的板寬為1000mm.公稱壓力為1.6MPa,公稱直徑為1600mm.堵死型3.舉例說明5種換熱器.并說明兩種流體的傳熱方式？說明兩種流體的傳熱機理？1蒸發(fā)器：間壁式.蒸發(fā)相變—導(dǎo)熱—對流2冷凝器：間壁式.冷凝相變—導(dǎo)熱—對流3鍋爐：間壁式.輻射—導(dǎo)熱—對流4涼水塔：混合式.接觸傳熱傳質(zhì)5空氣預(yù)熱器：蓄熱式.對流—蓄熱.蓄熱—對流五．計算題〔25分1.某換熱器用100℃的飽和水蒸汽加熱冷水。單臺使用時.冷水的進口溫度為10℃.出口溫度為30℃。若保持水流量不變.將此種換熱器五臺串聯(lián)使用.水的出口溫度變?yōu)槎嗌?？總換熱量提高多少倍？〔15分解：根據(jù)題意.將換熱器增加為5臺串聯(lián)使用.將使得傳熱面積增大為原來的5倍.相比較水蒸氣換熱為相變換熱的流體.水為熱容值小的流體.因此因此根據(jù)效能數(shù)和單元數(shù)的關(guān)系可得：現(xiàn)將傳熱面積增大為原來的5倍.單元數(shù)增大為原來的5倍.由于效能數(shù)為水的出口溫度為根據(jù)熱平衡式.對于冷水.熱容值不變.溫差增大的倍數(shù)為換熱量增加的倍數(shù)：2.在一傳熱面積為16m2的逆流式套管換熱器中.用油加熱冷水.油的流量為3kg/s.進口溫度為110℃.水的流量為1kg/s,進口溫度為35℃.油和水的平均