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【化工原理】第四章传热补充习题

第四章 传热

填空题

(1) 对流传热的热阻主要集中在 ,因此, 是强化对

流传热的重要途径。

答案:滞流内层;减薄湍流内层的厚度

(2)黑体的表面温度从300℃升至600℃,其辐射能力增大到原来的 倍. 答案: 5.39

分析:斯蒂芬-波尔兹曼定律表明黑体的辐射能力与绝对温度的4次方成正比, 而非摄氏温度,即4

273300273600??

? ??++=5.39。 (3)处理量为440kg/h 的有机溶液在某换热器中预热。运转一周期后,该溶液

在管内生成积垢,使换热器总热阻增加了10%。若维持冷、热介质出口温度不变,

则该溶剂的处理量变为 。

答案:400kg/h 分析:设Q=m t KA ? m t A K Q ?='' ∴ ==''K K Q Q K

K 11

'=1.1 故 Q '=1

.14401.1=Q =400kg/h 选择题

(1)对下述几组换热介质,通常在列管式换热器中K 值从大到小正确的排列顺

序应是( )。

A .②>④>③>①;

B .③>④>②>①;

C .③>②>①>④;

D .②>③>④>①;

冷流体 热流体

① 水 气 体

②水沸腾 水蒸气冷凝

③ 水 水

④ 水 轻油

答案:D

(2)揭示了物体辐射能力与吸收率之间关系的定律是( )。

A. 斯蒂芬-波尔兹曼定律; C. 折射

B. 克希霍夫 D. 普郎克

答案:B

(3)关于下面两种说法的正确结论应是( )。

1)固体的辐射和吸收只能在表面上进行,因此只和表面积的大小和表面特性有关;

2)气体的辐射和吸收是在整个体积上进行的,必然和气体积的大小和形状有关。

A. 这两种说法都对; C. 第一种说法对,第二种说法错;

B. 这两种说法都错; D.第二种说法对,第一种说法错

答案:A

(4)传热速率公式q=KAΔt m 中,Δt m 的物理意义是( )。

A.器壁内外壁面的温度差;

B.器壁两侧流体对数平均温度差;

C.流体进出口的温度差;

D.器壁与流体的温度差。

B

(5)用饱和水蒸汽加热空气时,传热管的壁温接近( )

A. 蒸汽的温度;

B. 空气的出口温度;

C. 空气进、出口平均温度 A

(6)( )是指当间壁两侧泠、热流体之间的温度为1K 时,在单位时间内通过单位传热面积,由热流体传给泠流体的热能。

A. 导热系数;

B. 对流传热系数;

C. 总传热系数

C

(7)在间壁式换热器内用饱和水蒸汽加热空气,此过程的总传热系数K 值接近于( )。

A. α蒸汽

B. α空气

C. α蒸汽与α空气的平均值

B

(8)翅片管换热器的翅片应安装在( )。

A. α小的一侧

B. α大的一侧

C. 管内

D. 管外

A

计算题

(1)某厂库存有一台列管式换热器,其主要尺寸为:列管规格?38,3?管长4m ,管数127根,欲利用这台换热器,用水蒸气加热空气。蒸汽走壳程,空气走管程,空气流量为6000标准3m / 小时,要求自20℃加热至100℃以上。

已知:空气侧对流传热系数为?2/58m W ℃;

蒸汽侧对流传热系数为11000 w/2m ℃

污垢热阻和管壁热阻可以忽略不计; 标准状况下,空气密度为1.29kg/3m ,操作条件下空气比热取1.01kJ/kg.℃ 蒸汽的有关参数见附表。

A) 当采用压力为2kg/c 2m (绝对)的加热蒸汽时,试核算此台换热器是否能满足要求。

B) 如果用压力为2/3cm kgf (绝对)的加热蒸汽,利用此台换热器,可以将空气自20℃加热至多少度?蒸汽消耗量为多少h kg /。

附表:

饱和水蒸气表

绝对压力2/cm kgf 温度℃ 汽化热kg kJ / 1.0 99.1 2260.45 2.0 119.6 2206.44 3.0 132.9 2169.18 解:(1)蒸汽压力为2/2cm kgf (T =119.6℃)时: 32

5838110001112211?+=+=d d K αα ?=?2/6.48m w K ℃(以外表面计) 2112ln t T t T t t t m ---=

? KA t T t T C w t T t T t t KA

t KA t t C w p m p =--?---=?=-∴2122112122ln

ln )(22 即;A ?=--???6.48100

6.119206.119ln 1001.1360029.160003 26.72m A =? 而实际换热器面积:216.604038.0127m l d n A e =???==ππ A A e < ∴ 此换热器不能满足要求。

(2)当蒸汽压力为2/3cm kgf (9.132'=T ℃)时,

由式(1)得:e p KA t T t T C w =--212'''ln

2 32

6000 1.29132.9201.0110ln 48.660.63600132.9't ?-????=?- 解得:104'2=t ℃ 即空气自20℃加热到104℃。

蒸汽消耗量:)'(1222t t C w r D p -=?

33

(6000/3600) 1.29 1.0110(10420)0.0841/303/2169.1810D kg s kg h ????-?===?