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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_______。(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

Pr

α=3.81(kw.m

.K.K.K.K

).若水的其它物性不变,)

).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 ***答案*** α=0.023(λ/d)Re管内水的流速为0.5m.s

,此时传热系数α=_____________.

.K

,则其厚度不低于

.K

,此时单位面积的热损失为_______。(注:大型容器

.K

,此时单位面积的热损失为_______。(注:大型容器可

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

,计算得到管壁对水的传热系数α=2.61(kw.m

Pr.K

α=5.26(kw.m

仅改变水在管内的流速,当流速为1.2m.s ***答案*** α=0.023(λ/d)Re ***答案*** q=αA△t w.m和40℃,此时传热平均温度差△t和30℃,此时传热平均温度差△t

,此时传热系数 α=________________.

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_______。 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℃

=_________. ***答案*** 27.9K =_________. ***答案*** 41.6K

λ的关系为_________.

.K

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℃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当间壁管规格为φ108×4mm,导热系数为45(w. m)和1200(w.m

.K

)时,总传热系数K=1/α

+bd/λd

***答案*** 1/K

+1d

.K/α__________.

d

946(w.m

.K

)

)时,管内外两侧给热系数分别为8000 (w.m

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℃,冷流体的进出.口温度为20℃和45℃,此时传热平均温度差△t

=_______. ***答案*** 32.5℃

αl/λ,对流传热过程几何尺寸对α的影响。

12.(3分)对流传热中的努塞特准数式是______, 它反映了______________ _____ _____ ***答案*** N

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_____*** 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T体进口温度t

400℃,出口温度T

200℃,冷气

50℃,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

化工原理

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可变为原来的_________倍 2

***答 F1=127×4π×0.038=60.6m

》α

时,要提高K值,应设法提高_______;当α

; α

与α

同时提高

α

时,

=_________________,

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20.(2分)进行换热的两流体,若α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 ) A. 成正比 B. 成反比 C. 没关系 2.(2分)翅片管换热器的翅片应安装在( A )。

A. α小的一侧 B. α大的一侧 C. 管内 D. 管外

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

( C )。

A. R C. R

>(R=(R

+R+R

) B. R

<(R

+R

)

) D. 无法比较

R

R

要提高K值,应使_________________。 ***答案*** α

本题目有题图:

4.(2分)工业采用翅片状的暖气管代替圆钢管,其目的是( C )。 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。

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Δt6.(2分)将1500 kg.h A. 19800 kJ.h

B )。

A. -60/ln2.5; B. 60/ln2.5; C. 120/ln5

80℃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

.K

; C. 82800 kw;

B )。

35℃,硝基苯比热为1.38kJ.kg

; B. 82800 kJ.h

7.(2分)对流传热是由(C )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。

8.(2分)法定计量单位中,属于国际热量计算单位的是( C )。 A. kw; B. kcal; C. J 9.(2分)热量传递的基本方式是( D )。

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

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( D )。 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。 11.(2分)公式q=KAΔt

Δt

B )。

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。

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( C )。

化工原理

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。

13.(2分)对一台正在工作的列管式换热器,已知α高传热系数(K),最简单有效的途径是(A )。 A. 设法增大α

; B. 设法增大α

; C. 同时增大α

α

14.(2分)用饱和水蒸汽加热空气时,传热管的壁温接近( A ) A. 蒸汽的温度; B. 空气的出口温度; C. 空气进、出口平均温度

15.(2分) 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( B ) A. α蒸汽 B. α空气 C. α蒸汽与α空气的平均值 16.(2分)对流传热仅发生在(C )中。

A. 固体 B. 静止的流体 C. 流动的流体

17.(2分)稳定的多层平壁的导热中,某层的热阻愈大,则该层的温度差( A )。 A. 愈大 B. 愈小

18.(2分)流体与固体壁面间的对流传热,当热量通过滞流内层时,主要是以( A )方式进行的。 A. 热传导 B. 对流传热 C. 热辐射

19.(2分)当壳体和管束之间温度大于50℃时,考虑热补偿,列管换热器应选用(B ) A. 固定管板式 B. 浮头式 C. 套管式 20.(2分)强化传热的主要途径是(B )。

A. 增大传热面积 B. 提高K值 C. 提高△t 三、判断题:

1.(2分)凡稳定的圆筒壁传热,热通量为常数。( ) ×

2.(2分)传导和对流传热的传热速率与温度的一次方之差成正比,而辐射的传热速率与温度的四次方之差成正比。( ) √

3.(2分)凡稳态的园筒壁传热过程,单位时间单位面积所传递的热量相等。 ×

4.(2分) 热量传递过程的规律与流体流动过程相似,流速越大,则其过程的阻力越大。 ×

5.(2分)当保温材料的厚度加大时,内外壁面的总温度差增大,总的热阻也增大,总推动力与总阻力之比为定值,即导热速率不变 。( ) ×

6.(2分)多层平壁导热过程中,传热总推动力为各壁面温度差之和。( ) √ 7.(2分)无相变的折,错流换热器,其平均温度差△t

8.(2分)换热器的导热管,应选用导热系数值大的材料。( √ 9.(2分)导热系数是物质的一种物理性质( √

10.在列管换热器管间装设了两块横向折流档板,则该换热器变成为双壳程的换热器( X ) 11.(2分)在稳定的多层平壁导热中,若某层的热阻较大,则这层的导热温度差就较小 × 12.(2分)在对流传热中,传热管壁的温度接近α值小的哪一侧流体的温度( ). ×

13.(2分)对于问壁两侧流体稳定变温传热来说,载热体的消耗量逆流时大于并流时的用量。( ) × 14.(2分)列管式热交换器内用饱和水蒸汽加热管程的空气,为提高换热器的K值,在管外装设折流挡板。( ) ×

15.(2分)蛇管换热器是属于间壁式换热器的一种( √

16.(2分)列管换热器采用多管程的目的是提高管内流体的对流传热系数α17.(2分)维持膜状沸腾操作,可获得较大的沸腾传热系数。( )×

18.(2分)为了提高间壁式换热器的传热系数K值,必须设法提高α值大的那一侧流体的对流传热系数。( ) ×

19.(2分)强化传热的途径主要是增大传热面积( ) × 20.(2分)付立叶定律适用于流体与壁面间的传热计算。( ) ×

) √ )√

116w.m

.K

α

11600 w.m

.K