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化工原理

化工原理习题及答案 第五章 传热

姓名____________班级____________学号_____________成绩______________ 一、填空题: 1.(6分) 某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失,若容器外表温度为500℃, 而环境温度为20℃, 采用某隔热材料,其厚度为240mm,λ=0.57w.m.K,此时单位面积的热损失为_______。(注:大型容器可视为平壁) ***答案*** 1140w 2.(6分) 某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失,若容器外表温度为500℃, 而环境温度为20℃, 采用某隔热材料,其厚度为120mm, λ=0.25w.m.K,此时单位面积的热损失为_______。(注:大型容器可视为平壁) ***答案*** 1000w 3.(6分) 某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失,若容器外表温度为150℃, 而环境温度为20℃,要求每平方米热损失不大于500w, 采用某隔热材料,其导热系数λ=0.35w.m.K,则其厚度不低于_______。(注:大型容器可视为平壁) ***答案*** 91mm

4.(6分)某间壁换热器中,流体被加热时,圆形直管内湍流的传热系数表达式为___________________.当管内水的流速为0.5m.s,计算得到管壁对水的传热系数α=2.61(kw.m.K).若水的其它物性不变,仅改变水在管内的流速,当流速为0.8m.s,此时传热系数α=_____________. ***答案*** α=0.023(λ/d)RePr α=3.81(kw.m.K)

5.(6分)某间壁换热器中,流体被加热时,圆形管内湍流的传热系数表达式为_____________________.当管内水的流速为0.5m.s,计算得到管壁对水的传热系数α=2.61(kw.m.K).若水的其它物性不变,仅改变水在管内的流速,当流速为1.2m.s,此时传热系数 α=________________. ***答案*** α=0.023(λ/d)RePr α=5.26(kw.m.K)

6.(3分)牛顿冷却定律 的表达式为_________,给热系数(或对流传热系数)α的单位是_______。

***答案*** q=αA△t w.m.K

7.(4分)某并流操作的间壁式换热器中,热流体的进出口温度为90℃和50℃,冷流体的进出口温度为30℃和40℃,此时传热平均温度差△t=_________. ***答案*** 27.9K

8.(4分) 某并流操作的间壁式换热器中,热流体的进出口温度为90℃和50℃,冷流体的进出口温度为15℃和30℃,此时传热平均温度差△t=_________. ***答案*** 41.6K

9.(2分)热量传递的方式主要有三种:_____、_______、__________. ***答案*** 热传导 热对流 热辐射

10.(6分)圆筒壁总传热系数K与间壁两侧对流传热系数α.αλ的关系为_________.当间壁管规格为φ108×4mm,导热系数为45(w. m.K)时,管内外两侧给热系数分别为8000 (w.m.K)和1200(w.m.K)时,总传热系数K__________. ***答案*** 1/K=1/α+bd/λd+1d/αd 946(w.m.K)

11.(4分)某逆流操作的间壁式换热器中,热流体的进.出口温度为80℃和50℃,冷流体的

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进出.口温度为20℃和45℃,此时传热平均温度差△t=_______. ***答案*** 32.5℃

12.(3分)对流传热中的努塞特准数式是______, 它反映了______________ _____ __________。 ***答案*** Nαl/λ,对流传热过程几何尺寸对α的影响。

13.(4分)稳定热传导是指______________________________不随时间而改变。 ***答案*** 传热系统中各点的温度仅随位置变

14.(2分)两流体的间壁换热过程中,计算式Q=α.A.△t,A表示为__________。 ***答案*** α一侧的换热壁面

15.(2分)在两流体通过圆筒间壁换热过程中,计算式Q=K.A.△t中,A表示为____________________。

***答案*** A 泛指传热面, 与K 相对应

16.(3分)两流体进行传热,冷流体从10℃升到30℃,热流体从80℃降到60℃,当它们逆流流动时, 平均传热温差△tm=____________,当并流时,△tm=_________。 ***答案*** 50℃ 47.2℃

17.(4分)冷、热气体在间壁换热器中换热,热气体进口温度T400℃,出口温度T为200℃,冷气体进口温度t50℃,两股气体的质量流量相同,物性数据可视为相同,若不计热损失时,冷气体出口温度为___℃;若热损失为5%时,冷气体出口温度为___℃ ***答案*** 250℃, 240℃

18.(3分)一列管换热器,列管规格为φ38×3, 管长4m,管数127根,则外表面积F=_________________, 而以内表面积计的传热面积F______________。 ***答案*** F1=127×4π×0.038=60.6m F2=127×4π×0.032=51.1m

19.(2分)当水在圆形直管内作无相变强制湍流对流传热时,若仅将其流速提高1倍,则其对流传热系数可变为原来的_________倍。 ***答案*** 2

20.(2分)进行换热的两流体,若α》α时,要提高K值,应设法提高_______;当αα时,要提高K值,应使_________________。 ***答案*** α; α与α同时提高 二、选择题:

1.(2分)间壁传热时,各层的温度降与各相应层的热阻( ) A. 成正比 B. 成反比 C. 没关系 ***答案*** A

2.(2分)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 ***答案*** A

3.(2分)穿过三层平壁的稳定导热过程,如图所示,试比较第一层的热阻 R层热阻RR( )。

A. R>(R+R) B. R<(R+R) C. R=(R+R) D. 无法比较

本题目有题图:

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***答案*** C

4.(2分)工业采用翅片状的暖气管代替圆钢管,其目的是( )。 A. 增加热阻,减少热量损失; B. 节约钢材、增强美观; C. 增加传热面积,提高传热效果。 ***答案*** C

5.(2分)有一列管换热器,用饱和水蒸汽(温度为120 ℃)将管内一定流量的氢氧化钠溶液由20℃加热到80℃,该换热器的平均传热温度差Δt )。 A. -60/ln2.5; B. 60/ln2.5; C. 120/ln5 ***答案*** B

6.(2分)将1500 kg.h80℃的硝基苯通过换热器冷却到40℃,冷却水初温为30℃,出口温度不超过35℃,硝基苯比热为1.38kJ.kg.K )。 A. 19800 kJ.h; B. 82800 kJ.h; C. 82800 kw; ***答案*** B

7.(2分)对流传热是由( )因素产生的。

A. 流体分子的热振动; B.流体体内电子的移动; C. 流体质点的位移、扰动。 ***答案*** C

8.(2分)法定计量单位中,属于国际热量计算单位的是( )。 A. kw; B. kcal; C. J ***答案*** C

9.(2分)热量传递的基本方式是( )。

A. 恒温传热和稳态变温传热; B. 导热给热和热交换; C. 气化、冷凝与冷却; D. 传导传热、对流传热与辐射传热 ***答案*** D

10.(2分)在比较多的情况下,尤其是液-液热交换过程中,热阻通常较小可以忽略不计的是( )。

A. 热流体的热阻; B. 冷流体的热阻; C. 冷热两种流体的热阻; D. 金属壁的热阻。 ***答案*** D 11.(2分)公式q=KAΔtΔt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。 ***答案*** B

12.(2分)湍流体与器壁间的对流传热(即给热过程)其热阻主要存在于( )。 A. 流体内; B. 器壁内; C. 湍流体滞流内层中; D. 流体湍流区域内。 ***答案*** C

13.(2分)对一台正在工作的列管式换热器,已知α116w.m.Kα11600 w.m.KK),最简单有效的途径是( )。 A. 设法增大α; B. 设法增大α; C. 同时增大αα ***答案*** A

14.(2分)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