传热过程自测题

一、填空题

1、传热的基本方式有 、 和 三种。

2、对流传热系数的主要影响因素有 、 、 。 3、流体在圆形直管中做强制湍流传热时，对流传热系数关联式为 ，式中n是为校正 的影响，当流体被加热时，n＝ ，当流体被冷却时，n＝ 。

4、蒸汽冷凝有 和 两种方式；液体在大容器内沸腾时，随着温度差(tw－ts)的不同，会出现 、 和 不同的沸腾状态，工业上应维持在 状态内操作。

5、总传热系数K的倒数1/K代表 ，提高K值关键是 。 6、在管壳式换热器，用饱和水蒸汽冷凝加热原油，则原油宜在 流动，总传热系数接近于 的对流传热系数。

7、写出三种间壁式换热器的名称： 、 和 。 8、二流体逆流流动，T1＝300℃，T2＝200℃，t2＝180℃，t1＝25℃，则△t＝ 。 9、有相变时的对流传热系数比无相变时 ；粘度μ值大，对流传热系数 ；热壁面在冷空气之下比热壁面在冷空气之上时对流传热系数 。

10、平壁稳定热传导过程．通过三层厚度相同的材料，每层问

t1 t2 λ3 温度变化如图所示。试判断λ1、λ2、λ3的大小顺序 ，

t3 每层热阻的大小顺序 。 λ1 λ2 t4 11、有一列管式换热器，由38根φ25mm×2.5mm的无缝钢管

组成。苯在管内流动，由20℃被加热到80℃，苯的流量为8.32kg/s。外壳中通入水蒸气进行加热。则管壁对苯的传热系数为 W/(m2.℃)；若将苯的流量提高一倍，则传热系数又为 W/(m2.℃)。（已知苯的物性数据为：密度ρ＝860kg/m3；比热容Cp＝(kg.℃)；粘度μ＝；导热系数λ＝ W/(m2.℃)。）

12、对于圆筒壁的稳定热传导，其总热阻为各层热阻之 ；总推动力为 ；各层温差与 成正比；Q Q1 Q2 …；但q q1 q2 …。

13、固定管板式列管换热器中，压力高，腐蚀性以及不清洁的物料应走 。 14、套管换热器的管隙通入压强一定的饱和水蒸汽，使管内空气由t1升温至t2，空气的流量为msc，今保持蒸汽压强不变，而使msc增大，其它条件不变，则Q 、K 、 t2 、△tm 。(变大、变小、不变、不确定)

15、进出口温度分别为85℃和40℃的热流体对进口温度为20℃的冷流体进行加热，规定冷流体出口温度不超过40℃，则必须采用_______操作。

二、选择题

1、水在圆管中强制湍流时的对流传热系数αi为1000W/(m2.℃)，若将水流量增加一倍，而其它条件不变，则αi为( )。

A、2000 B、1740 C、1000 D、500 2、对间壁两侧流体一侧恒温，另一侧变温的传热过程，逆流和并流时△tm大小为( )。 A、△tm逆＞△tm并 B、△tm逆＜△tm并 C、△tm逆＝△tm并 D、无法确定

3、某保温材料λ＝／，厚度为300mm，测得低温处t0＝80℃，单位面积导热速率为／，求高温处t1＝( )。

A、530℃ B、82℃ C、125℃ D、无法确定

4、某流体在圆形直管内作湍流运动，温度由t1加热至t2，若流体流速为u时，其对流传热系数为α，现将流速增至2u，则对流传热系数为原来的( )倍。

A、2 B、20.8 C、 D、1/

5、列管换热器内外侧对流传热系数分别是αi和αo且αi>>αo，要提高总传热系数，关键是( )。

A、减小αi B、增大αi C、减小αo D、增大αo 6、在空气-蒸汽间壁换热过程中可采用( )方法来提高传热速率最合理。 A、提高蒸汽速度； B、采用过热蒸汽以提高蒸汽温度； C、提高空气流速； D、将蒸汽流速和空气流速都提高。 7、根据传热速速率率方程，下面那些途径能提高传热速率( )。 A、扩展传热面积A B、增大传热平均温度差△tm C、提高传热系数K D、以上方法都不能

8、在冷热流体流量及进口温度相同条件下，有两台型号相同的换热器串联组合操作，流程如下，则它们换热量由大到小的顺序是( )。

T2 T3 T1 T1 T2 T2 T3 T3 T1 t3

t2 t1 t t1 t2 t3 t2 t1 3① ③ ②

A、①＞②＞③ B、③＞②＞① C、②＞③＞① D、①＞③＞② 9、某换热器，用工业冷却水逆流冷却热油，热油进口条件(T1、mh)不变，而在夏季冷却水入口温度t1升高，若要保证热油出口温度T2不变，在下列方法中可行的是( )。

A、增大冷却水用量 B、减小冷却水用量 C、改为并流操作 D、无法达到要求 10、在列管式换热器中，用常压水蒸气冷凝以加热空气，空气的平均气温为20℃，则换热器管壁面温度约为 。

A、20℃ B、100℃ C、60℃ D、40℃ 三、计算题

1、在单程列管换热器内，用120℃的饱和水蒸汽将列管内的水从30℃加热到60℃，水流经换热器允许的压降为，列管直径为φ25×2.5mm，长为6m，换热器的热负荷为2500kW，管壁及污垢热阻可略。

已知45℃时水： = 990kg/m3 ， Cp = ×103 J/(kg℃)， = ×10-5Pas，列管的摩擦系数满足柏拉修斯方程，λ＝，试计算：

(1)列管换热器的列管数。

(2)基于管子外表面积的传热系数Ko。

2、一套管换热器，冷、热流体的进口温度分别为40℃和100℃。已知并流操作时冷流体的出口温度为60℃，热流体为80℃。试求：

(1)逆流操作时，冷、热流体的出口温度各为多少设传热系数为定值。 (2)分别计算逆流和并流的传热平均温差

3、在一换热器中，冷水走管程冷却壳程的热油。在冬季，一定流量的冷却水进入换热器时的温度15℃，离开换热器时的温度是75℃，可将热油从130℃冷却至70℃，已知油侧的对流传热系数为(m2. ℃)，水侧的对流传热系数为(m2. ℃)，水和油在换热器内均作湍流流动。

在夏季，冷却水进口温度升至30℃，热油的流量和进口温度不变，为保证热油出口温度不变，试求冷却水的流量应该增加多少(管壁热阻和污垢热阻忽略不计)

第三章 传热过程自测题答案

一、填空题

1、热传导、热对流、热辐射

2、流体物性、流动状况和原因、传热面的形状和布置 3、0.023diRe0.8Prn，热流方向，，

4、滴状冷凝、膜状冷凝；自然对流、核状沸腾、膜状沸腾；核状沸腾

5、流体传热的总热阻，设法减小起决定作用的分热阻 6、管程，原油

7、套管式、管壳式、平板式

8、146℃ 9、大，小，大 10、λ1＞λ3＞λ2，2＞3＞1 11、

12、和，总温差，各层热阻，＝、＝、＝，≠、≠、≠ 13、管程

14、增大、增大、减小、增大 15、并流 二、选择题

1、B 2、C 3、A 4、B 5、D 6、C 7、A、B、C 8、D 9、A 10、B 三、计算题

1、解： (1)水的定性温度：t306045℃ 245℃时水： = 990kg/m3 ,Cp = ×103 J/(kg℃)， = ×10-5Pas

Lu20.3164Lu2p 0.25d2d2du 0.316469900.02099020.020560.12100.25u1.753.5103

∴ u = 1.00m/s

tm设管壁及污垢热阻可略

∵ 0＞＞i ∴ Ki = i 对一根管

60307399.℃

12030ln12060Q2diuiCp(t2t1)0.022100.9904174(6030) 44 = ×104 W

又 QKodoLtm，即 104 =Ko6

∴ Ko= ×103 W/(m2?℃) (2) Q总nQ

250010364.2 取n为64根。 ∴ n43895.102、解：

tm并36.4℃

原工况：mhcph(Th1Th2)mccpc(tc2tc1)



mhcphmccpctc2tc11CR

Th1Th2NTU新工况：

ttKA6040c2c10.55 mccpctm36.4NTU'0.355 NTUNTU  '1NTU'tc'2tc10.355  tc'261.3℃

Th1tc1Th'278.7℃

3、解：在冬季操作时

mcCpcmhCphtc2tc170151

Th1Th213070tm(Th1tc2)1307555℃

K11o11111.53.51.05kW/(m2. ℃)

iTTh213070KAh11.09

mhCphtm55在夏季操作时，设所需冷却水量为mc，则根据题意可得

'''mhCph(Th1Th2)mcCpc(tc2tc1)

''mcCpcmhCph(1) 又有

''mcCpcmcmcT1Th21307060h''''mcmhCphmctctctc2tc1230230

''(Th1tc2)(Th2tc1) mhCph(Th1Th2)KA'Ttlnh1c'2Th2tc1''''Th1tcK'KA(Th1tcK'KA22)(Th2tc1) ln'Th2tcKmhCphTh1Th2KmhCph1''tc2tc11TT

h1h2''130tc1.09K'(90tc'22)1.73102K'(90tc ln2) 401.0560(2)

此时，总传热系数为

K'1miomc1'c0.81m13.51.5mc'c0.8 (3)

'mc'由以上三式可试差求出、tc2、K'三个未知数。

mc'mc 设1.5，由得(3)式得

mcK'1'mciomc10.81111.53.51.50.81.45kW/(m2. ℃)

由(2)得

'130tc''2ln1.731021.45(90tc2)  tc267.5℃

40'mc6060由(1)得 '1.6

mctc23067.530与假设情况不符，需重新试差。

''mcmc60''2

1.57，求得K1.155kW/(m.℃)； tc268； 1.57

mcmc6830与假设情况相符，以上计算结果有效。