中國石油大學(xué)換熱器原理與設(shè)計(jì)期末復(fù)習(xí)題

換熱器原理與設(shè)計(jì)第1頁共1頁《換熱器原理與設(shè)計(jì)》課程綜合復(fù)習(xí)資料一、單選題1.如果冷流體的熱容W2小，則傳熱有效度為（）。A.B.C.D.答案：C2.緊湊性是指換熱器單位體積中所包含的傳熱面積大小，單位m2/m3。緊湊性大于（）的換熱器稱之為緊湊式換熱器。A.300B.500C.700D.900答案：C3.一流體螺旋流動(dòng)，另一流體軸向流動(dòng)；一通道全焊，另一全敞開的螺旋板換熱器屬于（）。A.不可拆型(Ⅰ型)B.可拆型(Ⅰ型)C.堵死型(Ⅱ型)D.貫通型(Ⅲ型)答案：D4.點(diǎn)滴式淋水裝置中，水滴散熱占比為（）。A.10%B.30%C.50%D.70%答案：D5.薄膜式淋水裝置中，水膜散熱占比為（）。A.70%B.50%C.30%D.10%答案：A6.代表冷卻塔冷卻任務(wù)的無量綱數(shù)是（）。A.努塞爾數(shù)B.雷諾數(shù)C.特性數(shù)N’D.冷卻數(shù)N答案：D7.代表冷卻塔冷卻能力的無量綱數(shù)是（）。A.特性數(shù)N’B.雷諾數(shù)C.努塞爾數(shù)D.冷卻數(shù)N答案：A8.相較于轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)型蓄熱式換熱器，外殼回轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)動(dòng)部件更（）。A.相當(dāng)B.更重C.更輕D.不確定答案：C9.蓄熱式換熱器蓄熱面積的主要貢獻(xiàn)部件是（）。A.徑向隔板B.橫向隔板C.定位板D.波紋板答案：D10.蓄熱式換熱器蓄熱板厚度量級(jí)（）。A.1mmB.3mmC.5mmD.7mm答案：A11.閥門切換型蓄熱式換熱器一般工作溫度（）。A.較低B.較高C.相當(dāng)D.不確定答案：B12.應(yīng)用最為廣泛的間壁式換熱器是（）。A.螺旋板式B.板式C.管殼式D.板翅式答案：C13.世界上換熱面積最大的換熱器是（）。A.螺旋板式B.板式C.板翅式D.管殼式答案：D14.與螺旋板換熱器相比，板式換熱器緊湊性（）。A.更大B.更小C.相當(dāng)D.不確定答案：A15.下列（）換熱器，都是釬焊一次成型而不可拆卸的。A.板式B.板翅式C.螺旋板式D.管殼式答案：B16.下列（）換熱器，是最為緊湊的換熱器。A.板式B.螺旋板式C.板翅式D.管殼式答案：C17.下列換熱器，除了冷熱流體外、還需第三種流體參與換熱的是（）。A.板式換熱器B.螺旋板換熱器C.板翅式換熱器D.熱管換熱器答案：D18.下列換熱器，最為緊湊的是（）。A.回轉(zhuǎn)空氣預(yù)熱器B.螺旋板換熱器C.板翅式換熱器D.熱管換熱器答案：A19.微通道傳熱強(qiáng)，是因?yàn)楫?dāng)量直徑（）。A.大B.小C.不變D.不確定答案：B20.與膜狀凝結(jié)相比，珠狀凝結(jié)傳熱（）。A.強(qiáng)B.弱C.不變D.不確定答案：A21.流體溫度對(duì)粘性的影響（）。A.無關(guān)B.不確定C.很小D.很大答案：D22.下列不屬于螺旋板換熱器部件的是（）。A.折流板B.螺旋形傳熱板C.隔板D.頭蓋答案：A23.各種類型的配水系統(tǒng)中，應(yīng)用最為廣泛的是（）。A.管式配水系統(tǒng)B.槽式配水系統(tǒng)C.池式配水系統(tǒng)D.無差別答案：B24.下列不是噴射式換熱器組成部件的是（）。A.工作噴管B.導(dǎo)流筒C.引入室D.混合室答案：B25.（）不是接觸傳熱影響因素。A.水蒸氣分壓B.水表面面積C.空氣溫度D.水溫度答案：A26.噴射式換熱器組成部件中，將工質(zhì)焓轉(zhuǎn)換成動(dòng)能的是（）。A.引入室B.擴(kuò)壓管C.工作噴管D.混合室答案：C27.汽-水噴射式換熱器的噴管多做成（）噴管。A.漸縮漸擴(kuò)B.漸縮C.漸擴(kuò)D.不確定答案：A28.汽-水噴射式換熱器中，引入室環(huán)形流通面積（）混合室流通面積。A.遠(yuǎn)小于B.遠(yuǎn)大于C.等于D.不確定答案：B29.汽泡阻塞毛孔引起的傳熱極限是（）。A.毛細(xì)極限B.沸騰極限C.攜帶極限D(zhuǎn).粘性極限答案：B30.熱管換熱器中最高溫的熱管出現(xiàn)在（）。A.不確定B.換熱器中間C.熱流體出口處D.熱流體進(jìn)口處答案：D二、判斷題1.螺旋板式換熱器傳熱性能比管殼式換熱器差，但結(jié)構(gòu)緊湊、制造簡單、運(yùn)輸安裝方便。答案：×2.板式換熱器是近幾十年發(fā)展和廣泛應(yīng)用的一種新型、高效、緊湊的換熱器。答案：√3.板翅式換熱器結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧、傳熱強(qiáng)度高，被認(rèn)為是最有發(fā)展前途的新型換熱設(shè)備。答案：√4.熱管換熱器已在電子器件冷卻上普及應(yīng)用。答案：√5.冷卻塔在化工和冶金工業(yè)、動(dòng)力工程、空氣調(diào)節(jié)工程以及其他許多生產(chǎn)部門廣泛應(yīng)用。答案：√6.噴射式換熱器原理簡單，工作震動(dòng)噪聲小。答案：×7.蓄熱式換熱器常用于流量大的液-液換熱場合。答案：×8.“增強(qiáng)傳熱方法”一般是指提高傳熱系數(shù)的技術(shù)措施。答案：√9.換熱系數(shù)中的較大者對(duì)傳熱系數(shù)大小起著控制作用。答案：×10.液-固系統(tǒng)的傳熱類似與攪拌完善的液體傳熱，截面溫度分布均勻，層流底層的溫度梯度小，使傳熱增強(qiáng)。答案：×11.汽-水噴射式換熱器，擴(kuò)壓管長度依據(jù)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算確定。答案：√12.蓄熱式換熱器中，波紋板和定位板上的斜波紋與氣流方向成90度夾角。答案：×13.閥門切換型蓄熱式換熱器蓄熱室中的蓄熱體大多由耐火“格子轉(zhuǎn)”砌成的。答案：√14.以一個(gè)周期為單位考慮蓄熱式換熱器的傳熱量時(shí)，采用了周期中的氣體平均溫度，它的熱平衡式在形式上與間壁式相不同。答案：×15.在其他條件相同時(shí)，間壁式換熱器傳熱系數(shù)大于蓄熱式的，這是因?yàn)樾顭崾綋Q熱器傳熱表面溫度不穩(wěn)定導(dǎo)致的。答案：√三、名詞解釋1.流動(dòng)邊界層答案：通常把從流速為0的壁面處至流速等于主體流速u0的99%處之間的區(qū)域稱為邊界層。2.濕球溫度答案：水與濕空氣接觸，水蒸發(fā)所需的潛熱完全來自于濕空氣溫度降低所放出的顯熱，當(dāng)系統(tǒng)中空氣達(dá)飽和狀態(tài)且系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí)系統(tǒng)的溫度。3.噴射式換熱器答案：噴射式換熱器是一種以換熱為目的的噴射器，是使壓力溫度不同的兩種流體相互混合，并在混合過程中進(jìn)行熱量交換的設(shè)備。4.噴管答案：凡是用來使氣流降壓增速的管道都叫做噴管，常用的噴管有兩種：一種是漸縮噴管，另一種是縮放噴管，或叫拉瓦爾噴管。5.噴射式換熱器極限工作狀態(tài)答案：噴射系數(shù)過小或過大都不能保證噴射器的正常工作：umin<u<umax時(shí)，噴射器工作安全。6.傳熱強(qiáng)化答案：是指通過對(duì)影響傳熱的各種因素進(jìn)行分析，采取某些技術(shù)措施提高換熱設(shè)備單位體積傳熱量。7.浸潤答案：液體在與固體接觸時(shí)，沿固體表面擴(kuò)展而相互附著的現(xiàn)象，又稱為液體浸潤固體，也可稱為潤濕。8.空氣的含濕量答案：含濕量是指每千克質(zhì)量的干空氣中所混合的水蒸氣的質(zhì)量。9.濕空氣的焓答案：濕空氣的焓是指1公斤干空氣和含有的x公斤水蒸汽的焓的總和。10.水的蒸發(fā)散熱答案：水蒸發(fā)是在水體表面發(fā)生的汽化過程，蒸發(fā)需要吸收熱量，對(duì)于未蒸發(fā)的而言散失熱量。四、問答題1.試述平均溫差法設(shè)計(jì)計(jì)算換熱器的步驟。答案：初步布置換熱面，并計(jì)算出相應(yīng)的傳熱系數(shù)K；根據(jù)給定條件，由熱平衡方程式求出進(jìn)、出口溫度中的那個(gè)待定的溫度；由冷、熱流體的4個(gè)進(jìn)、出口溫度確定平均溫差Δt，計(jì)算時(shí)要注意保持修正系數(shù)ψ具有合適的數(shù)值；由傳熱方程式求出所需的換熱面積F，并核算換熱面兩側(cè)流體的流動(dòng)阻力；如流動(dòng)阻力過大，改變方案重新設(shè)計(jì)。2.試述傳熱單元數(shù)法校核計(jì)算換熱器的步驟。答案：根據(jù)換熱器形式和流體種類，套用經(jīng)驗(yàn)選一個(gè)傳熱系數(shù)K；計(jì)算冷熱流體的熱容量，通過比較確定Wmin；根據(jù)定義式，計(jì)算傳熱單元數(shù)NTU和熱容比Rc；根據(jù)流動(dòng)方式，通過公式或查圖獲取傳熱有效度ε；由流體流量和進(jìn)口溫度，計(jì)算最大可能傳熱量；由傳熱有效度定義式，計(jì)算實(shí)際傳熱量；根據(jù)熱平衡方程式，求出流體出口溫度；進(jìn)一步計(jì)算準(zhǔn)確的K，若與選取的差別大，重新計(jì)算。3.列出冷卻塔工作原理方程式。答案：蒸發(fā)消耗的熱量：對(duì)流傳熱量計(jì)算式：4.列出噴射式換熱器的質(zhì)量和能量守恒方程。答案：質(zhì)量守恒：能量守恒：5.列出噴射式換熱器的簡化特性方程。答案：質(zhì)量守恒：6.噴射式換熱器極限工作狀態(tài)如何計(jì)算？答案：變化噴射系數(shù)u，求取對(duì)應(yīng)的pb和p2；將pb=f(u)和p2=f(u)繪于同一圖上；兩曲線的交點(diǎn)即表示umin和umax。7.簡述板翅式換熱器優(yōu)缺點(diǎn)。答案：優(yōu)點(diǎn)有傳熱強(qiáng)度高、適合氣體傳熱；傳熱系數(shù)是管殼式的5倍；結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧牢固；緊湊性一般為1500-2500m2/m3；可通過并聯(lián)、串聯(lián)等方式，組合成大型換熱設(shè)備。缺點(diǎn)有流體流道狹小容易引起堵塞、清洗就很困難、腐蝕內(nèi)漏難以修補(bǔ)、僅適用于介質(zhì)干凈。8.氣體中加入固體顆粒強(qiáng)化傳熱的原因是什么？答案：固體顆粒比熱大，提高了流體熱容量；固體顆粒能使氣流湍流程度增強(qiáng)；固體顆粒比氣體熱輻射強(qiáng)得多。9.改變換熱面形狀和大小強(qiáng)化傳熱的原因是什么？答案：采用橢圓管、波紋管，減小當(dāng)量直徑、促進(jìn)流體湍動(dòng)；低肋螺紋管，在凝結(jié)換熱時(shí)有減薄冷凝膜的作用，對(duì)有機(jī)工質(zhì)的冷凝很有效果。10.簡述蓄熱式換熱器的優(yōu)缺點(diǎn)。答案：優(yōu)點(diǎn)有緊湊性很高；單位傳熱面積的價(jià)格比間壁式便宜得多，易于采用耐腐蝕、耐高溫的材料；有一定的自潔作用。缺點(diǎn)有冷熱氣體有不同程度混合；密封問題比較困難。11.依靠外界能量強(qiáng)化傳熱的原因是什么？答案：用機(jī)械或電的方法使傳熱表面或流體發(fā)生振動(dòng)或通過攪拌使流體很好地混合；對(duì)流體施加超聲波，使之交替地受到壓縮和膨脹，以增加脈動(dòng)而強(qiáng)化傳熱；電磁場作用，靜電場能引起傳熱面附近電介質(zhì)流體的混合作用，因而使對(duì)流換熱加強(qiáng)。五、論述題1.論述螺旋板換熱器螺旋體繪制流程。答案：兩通道間距分別為b1、b2，板厚均為δ，則可求兩節(jié)距t1、t2；卷輥直徑由卷床設(shè)備決定，兩半卷輥直徑分別為d1、d2，則可求中心隔板寬B；在隔板中心點(diǎn)的垂直中心線上、下分別取離中心點(diǎn)距離為t1/2、t2/2的兩個(gè)圓心；先以下圓心為中心，以r1=d1/2和d1/2+δ為半徑，畫出第一圈左半圓；再以上圓心為中心，以r1+(t1+t2)/2和r1+(t1+t2)/2+δ為半徑，畫出對(duì)應(yīng)的右半圓，以此類推；以上圓心為中心，以r2=d2/2和d2/2+δ為半徑，畫出第一圈右半圓；再以下圓心為中心，r2+(t1+t2)/2和r2+(t1+t2)/2+δ為半徑，畫出對(duì)應(yīng)的左半圓，以此類推。2.論述冷卻塔出口水溫和濕球溫度如何選取。答案：出口水溫t2越接近濕球溫度τ，冷卻效果越好，但冷卻塔尺寸越大；冷卻溫差t1-t2、冷卻水量、冷幅t2-τ中，冷幅是影響塔的主要因素；生產(chǎn)上一般要求t2要比τ高3-5℃；濕球溫度τ的選取至關(guān)重要，τ選的越高、塔的尺寸越大；選取τ時(shí)，一般用保證率作為衡量依據(jù)，一般根據(jù)夏季每年最熱的10天排出在外的最高日平均干、濕球溫度（氣象資料不少于5-10年）進(jìn)行計(jì)算。3.論述冷卻塔主要設(shè)計(jì)步驟。答案：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，整理原始數(shù)據(jù)資料，包括選取當(dāng)?shù)乜諝飧?、濕球溫度，查得飽和空氣焓等；選幾個(gè)空氣流量G，求相應(yīng)的氣水比λ，計(jì)算相應(yīng)的冷卻數(shù)N，在圖紙上繪制N-λ曲線；選淋水裝置類型，獲取N