天津大学:化工原理习题:第四章 传热自测
    第四章 传热 【学生自测题】  一、填空或选择 1. 多层壁稳定导热中,若某层的热阻最大,则该层两侧的温差 。 2. 一定质量的流体在f25×2.5mm的直管内,作强制的湍流流动,其对流传热系数ai=1000w/m2·℃,如果流量和物性不变,改在f19×2mm的直管内流动,其ai为 w/m2·℃。 a.1259; b.1496; c.1585; d.1678。 3. 水与苯通过间壁换热器进行换热。水从20℃升至30℃,苯由80℃降至40℃,则最小值流体为 ,此换热器的传热效率e=____ 。 4. 列管式换热器的壳程内设置折流挡板的作用在于_________ 。 5. 有一套管换热器,在内管中空气从46℃被加热到50℃,环隙内有119.6℃的水蒸气冷凝,管壁温度接近___ ℃。 a.35; b.119.6℃ ; c.77.3 。 6. 对膜状冷凝传热,冷凝液膜两侧温差愈大,冷凝传热系数愈____ 。 7. 在列管换热器中饱和蒸气加热空气,有:甲)传热管的壁稳接近加热蒸气温度; 乙)换热器总传热系数k将接近空气侧的对流传热系数。则: a.甲乙均合理; b.甲乙均无理; c.甲合理,乙无理; d.甲无理,乙合理。 8. 在蒸气冷凝传热中,不凝气体的存在对a的影响是______ 。 a.不凝气体的存在会使a大大降低; b.不凝气体的存在会使a升高; c.不凝气体的存在对a无影响。 9. 对在蒸气-空气间壁换热过程中,为强化传热,下列方案中在工程上可行的是____ 。 a.提高空气流速; b.提高蒸气流速; c.采用过热蒸气以提高蒸气流速; d.在蒸气一侧管壁上装翅片,增加冷凝面积并及时导走冷凝液。 10. 在两灰体间进行辐射传热,两灰体的温度差50℃,现因某种原因,两者的温度各升高100℃,则此时的辐射传热量与原来的相比,应该____ 。 a.增大; b.变小; c.不变; d.不确定。 11. 327℃的黑体辐射能力为27℃黑体辐射能力的____倍。 12. 物体黑度是指在___温度下,物体的___与_____ 之比,在数值上它与同一温度下物体的_____相等。 13. 在卧式列管换热器中用饱和水蒸气冷凝加热原油,则原油宜在___流动,总传热系数接近 的对流传热系数值,传热壁面的温度接近于___温度。 14. 列管式换热器的壳程内设置折流挡板,以提高___程流速。设置隔板以提高____程流速,以达到强化传热的目的。管程流速的选取,对一般液体取___,气体取____,如果该换热器用水蒸气冷凝来加热原油,那么水蒸气应在____流动。 15. 斯蒂芬─波尔茨曼定律的数学表达式是____ ,该式表明____ 。 二、计算题 1. 有一套管换热器,长为6m内管内径为38mm。环隙间用110℃的饱和水蒸气加热管内湍流的空气(re>;104)。空气由25℃被加热到60℃。若将内管改为f25×2.5mm,而长度仍为6m,试计算能否完成传热任务。若欲维持气体出口温度,定性分析可采取的措施(计算时可作合理简化)。 2. 设计由f25×2mm的136根不锈钢管组成的列管换热器。平均比热为4187j/kg·℃的溶液在管内作湍流流动,流量为15000kg/h,并由15℃加热到100℃。温度为110℃的饱和水蒸气在壳方冷凝。已知单管程时管壁对溶液的对流传热系数为ai=520w/m2·℃,蒸气冷凝时的对流传热系数ao=1.16×104w/m2·℃,不锈钢管的导热系数l=17w/m ·℃,忽略污垢热阻和热损失,试求: (1)管程为单程时的列管有效长度; (2)管程为四程时的列管有效长度(仍为136根)。 3. 有一单程列管式换热器,内装有f25×2.5mm的钢管300根,管长为2m。要求将质量流量为8000kg/h的常压空气于管程由20℃加热到85℃,选用108℃的饱和蒸气在壳方冷凝加热。若蒸气的冷凝传热膜系数为1×104w/m2·k,忽略管壁及两侧污垢热阻和热损失。已知空气在平均温度下的物性常数为cp =1kj/kg·k,l=2.85×10-2w/m·k,m=1.98×10-5pa·s,pr=0.7。试求: (1)空气在管内的对流传热系数; (2)换热器的总传热系数(以管子外表面为基准); (3)通过计算说明该换热器能否满足需要; (4)计算说明管壁温度接近哪一侧的流体温度。 4. 有一传热面积为3 m2由f25×2.5mm的管子组成的单程列管式换热器,用初温为10℃的水将机油由200℃冷却到100℃,水走管内,油走管间。已知水和油的质量流量分别为1000kg/h和1200kg/h,比热分别为4.18kj/kg.k和2.0kj/kg·k,水侧和油侧的对流传热系数分别为2000w/m2·k和250w/m2·k,两流体呈逆流流动,忽略管壁及两侧污垢热阻和热损失。试求: (1)通过计算说明该换热器能否合用; (2)夏天,当水的初温达30℃时,该换热器能否合用?如何解决?(假设传热系数及水的比热不变)。 5. 有一传热面积为20m2换热器,用温度为20℃,流量为13200kg/h的冷却水,冷却进口温度为110℃的醋酸,两流体呈逆流流动。换热器刚投入使用时,冷却水出口温度为45℃,醋酸出口温度为40℃,运转一段时间后,冷热流体流量、进口温度不变,冷却水出口温度降到38℃,水比热为4.2kj/kg·℃,忽略管壁及两侧污垢热阻和热损失。试求:传热系数下降的百分率。 6. 有一列管换热器由f25×2.5mm的120 根钢管组成。110℃的饱和水蒸气在壳方冷凝以加热在管内作湍流流动的某液体,且冷凝水在饱和温度下排出。已知液体平均比热为4.187 kj/kg·℃,由15℃加热到90℃。管内对流传热系数为ai=800w/m2·℃,蒸气冷凝的对流传热系数ao=1.1×104w/m2·℃,忽略污垢热阻、壁阻和热损失,每小时收集冷凝水2100kg,在饱和温度下蒸气冷凝潜热g=2232kj/kg,试求: (1)每小时可处理的液体量; (2)管程单程时的列管有效长度; (3)其它条件均保持不变,将120根钢管改为两管程,列管有效长度为多少。 7. 有一壁厚10mm为的钢制平壁容器,内盛80℃的恒温热水,水对内壁面的对流传热系数为240w/m2·℃。现在容器外表面覆盖一层导热系数为0.16w/m2·℃、厚度为50mm的保温材料,保温层外为的空气所包围,外壁对空气的联合传热系数为10w/m2·℃,试求: (1)每小时所损失的热量kj/h·m2; (2)容器的内表面温度tw。(钢材的导热系数为45w/m2·℃)。
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    收录时间:2016年12月20日 02:40:20 来源:未知 作者:匿名
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