化工原理完整答案

本文格式為Word版，下載可任意編輯——化工原理完整答案單位溫度梯度、單位導(dǎo)熱面積上所傳導(dǎo)的熱量；W/（m?℃）；千卡/小時?米?℃922、①定性溫度是指______________________。

②沸騰傳熱可分為三個區(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。

①確定準(zhǔn)數(shù)中各物性參數(shù)的溫度

②自然對流區(qū)；核狀沸騰區(qū)；膜狀沸騰區(qū)；核狀沸騰

623、對多層圓筒壁的熱傳導(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924、①已知導(dǎo)熱率λ=2.388×10-3Cal/(cm?s?℃)，此值在SI制中為__________W/(m?K)。

②寫出比熱Cp的單位，工程制為____________，SI制為____________。③物體的輻射傳熱速率與其絕對溫度的_________次方成正比。①1②kCaL/（kg?℃）；J/（kg?℃）③四

925、在傳熱試驗中，用飽和水蒸氣加熱空氣，總傳熱系數(shù)Ｋ接近于__________側(cè)的對流傳熱系數(shù)，而壁溫接近于________________側(cè)流體的溫度。蒸汽冷凝時的對流給熱系數(shù)?較大。原因是_______________。

空氣；飽和水蒸氣；蒸汽冷凝時釋放較大冷凝潛熱

926、①估計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。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_______。

②在設(shè)計時，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_____________，由于_____________________________________。

①100℃；88℃

②增加管長；假使采用增加管數(shù)的方法，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，α降低

327、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。

628、在穩(wěn)態(tài)傳熱中，凡熱阻大處其溫差也____________。滴狀冷凝的給熱系數(shù)_________膜狀冷凝給熱系數(shù)。大；大于

629、沸騰傳熱時，在核狀沸騰區(qū)壁面與沸騰流體的溫差愈大，則?__________。越大

931、以下各種狀況下的對流給熱系數(shù)

空氣流速為6m/s時的?1；空氣流速為25m/s時的?2；水的流速為1.2m/s時的?3；水的流速為2.5m/s時的?4；蒸汽膜狀冷凝時的?5之間的數(shù)值按自大而小的順序為_______>_______>_______>_______>_______。

?5；?4；?3；?2；?1

332、不需要任何介質(zhì)的傳熱稱為_______傳熱。輻射633、在列管式換熱器中，流體在管內(nèi)滾動稱為流經(jīng)_______。管程

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634、列管式換熱器中，流體在_______滾動稱為流經(jīng)殼程。管間635、能以一致的吸收率且部分地吸收由零到∞的所有波長范圍的輻射能的物體稱_______。灰體

336、在輻射傳熱中，氣體的反射率為_______。0337、在輻射傳熱中，黑體的透過率為_______。0338、在輻射傳熱中，灰體的透過率為_______。0

339、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

340、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

941、在列管換熱器中，若用飽和蒸氣加熱空氣，則總傳熱系數(shù)Ｋ接近_______的對流傳熱系數(shù)?？諝?/p>

942、在列管換熱器中，若用飽和蒸氣加熱空氣，則空氣應(yīng)走_(dá)______。管內(nèi)943、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_(dá)______。管間944、判斷以下物性數(shù)值大小?金屬____?液___?氣。＞；＞四、判斷題（每題1分）

31、在輻射傳熱中，黑體的反射率為1。（）×

62、對流傳熱包括強(qiáng)制湍流傳熱和強(qiáng)制層流傳熱。（）×63、滴狀冷凝比膜狀冷凝效果好。（）√

94、圓筒壁熱傳導(dǎo)是傳熱速率與熱通量相等。（）×95、一般固體、液體和氣體相比較，導(dǎo)熱系數(shù)值的大小順序為固體＞氣體＞液體。（）×

96、夏季人們穿深色衣服不會感覺太熱。（）×37、對流傳熱僅發(fā)生在流體中。（）×

68、流體與固體壁面間對流傳熱的熱阻主要集中在滾動邊界層。（）×69、一套管換熱器逆流操作與并流操作一樣。（）×

610、雖然大氣層包圍著地球，但陽光仍能照射到地球表面，由于空氣是透熱體。（）√

五、問答題

61、在列管換熱器中，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。由于

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T?TWtw?t?，飽和蒸氣的

11?iAi?oAo?o＞＞空氣的?i，則1＜＜

?i1所以，?oT?TW＜＜tw?t,傳熱管的壁溫接近飽和蒸氣(?大)的溫度。

62、為什么內(nèi)部孔隙多的材料保溫效果好?3分

答：由于大量的孔隙中包含著導(dǎo)熱系數(shù)十分小的氣體，對導(dǎo)熱不利，從而起到了保溫的作用。

63、在加強(qiáng)傳熱的過程中，為什么要想方法提高流體的湍動程度?3分

答：由于對流傳熱的熱阻主要集中在層流底層內(nèi)，提高流體的湍動程度能減薄層流底層的厚度，可以提高傳熱效果。

94、在傳熱試驗中，試分析說明飽和水蒸氣與管壁間的對流給給熱系數(shù)(α)如何確定的？并指出相應(yīng)測試的基本參量有哪些？4分

答：

Q??A0(Ts?tw)?WcCp(t2?t1)

WcCp(t2?t1)(Ts?tw)A0

∴

??即需測參數(shù)：空氣流量

Wc；空氣進(jìn)、出口溫度（ｔ、ｔ）；飽和蒸汽壓力,然后查

1

2

出飽和蒸汽溫度Ts；管壁溫（ｔw）

95、在蒸汽冷凝時，其冷凝液為層流滾動，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：讓液膜和蒸汽同向滾動，則磨擦力使液膜滾動加速，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：及時排除不凝氣體。

96、①作圖定性示出沸騰傳熱系數(shù)?隨相應(yīng)的傳熱溫差Δｔ（壁面和沸騰液體之間）的變化關(guān)系。

②列管換熱器封頭裝置隔板的作用是什么？4分答：①如圖

②隔板將管子分成若干組，構(gòu)成多程換熱器,增大流速,以提高管程?。97、現(xiàn)場有一列管式加熱器，管程有φd×δmm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)測此換熱器傳熱系數(shù)K，試問①需要測取哪些數(shù)據(jù)?說出所用儀表。

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②根據(jù)測得的數(shù)據(jù)列出計算K值的有關(guān)公式及計算方法。4分

答：①需要測水的進(jìn)、出口溫度t1和t2，可使用溫度計測量;需要的加熱蒸汽溫度,可使用熱電偶測量,需要測水的流量,可使用轉(zhuǎn)子流量計測量。

②

Q?W水Cp水(t2?t1)

A0?n?d0L

換熱器面積

平均推動力?t??t1??t2

mln?(t1?t2

?t2?T?t1?t1?T?t2

基于外表面的總傳熱系數(shù)

?V水Cp水（t2?t1)QK0??A0?tmn?d0L??tm

五、計算題

31、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100mm，其導(dǎo)熱系

數(shù)分別為0.9W/（ｍ·℃）及0.7W/（ｍ·℃）。待操作穩(wěn)定后，測得爐壁的內(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40mm,導(dǎo)熱系數(shù)為0.06W/（ｍ·℃）的保溫材料。操作穩(wěn)定后，又測得爐內(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q（q?Q），加保溫層前，是雙層平壁的熱傳導(dǎo)Sq1?t1?t3700?130??2240w/m24分

b1b20.10.1???1?20.90.749

加保溫層后，是三層平壁的熱傳導(dǎo)

q2?t1?t4740?90??707w/m24分0.10.10.04b1b2b3?????1?2?30.90.70.06熱損失減少的百分?jǐn)?shù)

q1?q22240?707??68.4%2分

q1224062、外徑為426mm的蒸氣管道，其外包扎一層厚度為426mm的保溫層，保溫材料的導(dǎo)熱

系數(shù)可取為0.615W／(ｍ·℃)。若蒸汽管道的外表面溫度為177℃，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=0.213m，

r3=0.213+0.426=0.639m5分

每米管長的熱損失

Q2??(t2?t3)2??(177?38)???48w9/m5分

r0.639Llnln30.213r263、在一套管換熱器中，用水蒸氣加熱空氣，已知空氣側(cè)的對流給熱系數(shù)為40W/(m2?℃),

蒸汽冷凝側(cè)的對流給熱系數(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

11111????K?1?2500040K?39.7W/(m2?℃)4分

由于

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