化工原理--传热习题与答案.doc
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1、优质文本 传热习题及答案一、选择题:1、关于传热系数K下述说法中错误的选项是 CA、传热过程中总传热系数K实际是个平均值;B、总传热系数K随着所取的传热面不同而异;C、总传热系数K可用来表示传热过程的强弱,与冷、热流体的物性无关;D、要提高K值,应从降低最大热阻着手;2、在确定换热介质的流程时,通常走管程的有 ,走壳程的有 。、;、 、高压流体; 、蒸汽; 、易结垢的流体; 、腐蚀性流体; 、粘度大的流体; 、被冷却的流体;3、影响对流传热系数的因素有( )。A、B、C、D、EA、产生对流的原因;B、流体的流动状况;C、流体的物性;D、流体有无相变;E、壁面的几何因素;4、某套管换热器,管间用
2、饱和水蒸气将湍流流动的空气加热至指定温度,假设需进一步提高空气出口温度,拟将加热管管径增加一倍管长、流动状态及其他条件均不变,你认为此措施是:AA、不可行的;B、可行的;C、可能行,也可能不行;D、视具体情况而定;解:原因是:流量不变 当管径增大时,a. ,b. d增大时,增大,综合以上结果,管径增加,下降根据对于该系统即 那么此题在于灵活应用管内强制湍流外表传热系数经验关联式:,即物性一定时,。根据连续性方程,流量不变时,所以管径变化,管内流速也发生变化。管间用饱和水蒸气加热,热阻小,可以忽略不计,总热阻近似等于管内传热热阻,即5、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
3、列顺序应是 。DA、;B、;C、;D、;冷流体 热流体 水 气 体水沸腾 水蒸气冷凝 水 水 水 轻油6、为了在某固定空间造成充分的自然对流,有下面两种说法:加热器应置于该空间的上部;冷凝器应置于该空间的下部;正确的结论应该是 。BA、这两种说法都对; C、第一种说法对,第二种说法错;B、这两种说法都不对; D、第二种说法对,第一种说法错;7、下述各种情况下对流传热系数由大到小的正确顺序应该是 。CA、;B、; C、;D、;空气流速为30时的a;水的流速为1.5时的a;蒸汽滴状冷凝时的a;水沸腾时的a;8、传热过程中当两侧流体的对流传热系数都较大时,影响传热过程的将是 。BA、管避热阻 ;B、
4、污垢热阻;C、管内对流传热热阻; D、管外对流传热热阻;9、在冷凝器中用水冷凝苯蒸汽,水走管程,其雷诺数,此时对流传热系数为。假设将水的流量减半,其对流传热系数 。BA、(1/2);B、(1/2);C、=(1/2); D、无法确认;分析:水的流量减半后,按流(公式计算,但本例中流型 已变成渡流,此时。又,10、关于辐射传热,下述几种说法中错误的选项是 。AA、除真空和大多数固体外,热射线可完全透过;B、热辐射和光辐射的本质完全相同,不同的仅仅是波长的范围;C、热射线和可见光一样,都服从折射定律;D、物体的温度不变,其发射的辐射能也不变;11、关于下面两种说法的正确结论应是 。C1物体的相应位置
5、确定后,系统的黑度只与外表黑度有关;2通过改变外表黑度的方法不能强化或消减辐射过程。A、这两种说法都对; C、第一种说法对,第二种说法不对;B、 两种说法都不对; D、第二种说法对,第一种说法不对;12、冷热水通过间壁换热器换热,热水进口温度为90C,出口温度为50C,冷水进口温度为15C,出口温度为53C,冷热水的流量相同,且假定冷热水的物性为相同,那么热损失占传热量的 。A A、5%; B、6%; C、7%; D、8%;解:由 ,得 13、某套管换热器由1084和552.5钢管组成,流体在环隙间流动,其当量直径为 。答案:B A、53; B、45;C、50; D、58;14、有两台同样的管
6、壳式换热器,拟作气体冷却器用。在气、液流量及进口温度一定时,为使气体温度降到最低应采用的流程为 DA、 气体走管外,气体并联逆流操作;B、气体走管内,气体并联逆流操作C、气体走管内,串联逆流操作;D、气体走管外,串联逆流操作;15、对在蒸汽-空气间壁换热过程中,为强化传热,以下方案中在工程上是可行的AA、提高空气流速;B、提高蒸汽流速;C、采用过热蒸汽以提高蒸汽温度;D、在蒸汽一侧管壁上加装翅片,增加冷凝面积并及时导走冷凝液;16、判断下面关于系统进行稳定传热时的说法哪一个是错误的,错误的选项是 CA、 通过一定传热面的传热速率不随时间变化,为一定值;B、 系统中任一点的温度维持恒定;C、 总
7、的传热速率等于通过垂直于热流方向的各层传热面的传热速率之和;D、 系统中任一传热面上的热通量在过程中不变;17、在常压水蒸气冷凝加热空气,空气平均温度为20,那么壁温约为 答案:BA、20; B、100; C、60; D、49.7。18、有一套管换热器,长10m,管间用饱和水蒸气作加热剂。一定流量下且做湍流流动的空气由内管流过,温度可升至指定温度。现将空气流量增加一倍,并近似认为加热面壁温不变,要使空气出口温度仍保持原指定温度,那么套管换热器的长度为原来的 A、2倍; B、1.75倍 C、1.15倍; D、2.30倍; 答案:20、为了减少室外设备的热损失,保温层外所包的一层金属皮应该是、外表
8、光滑,颜色较浅;、外表粗糙,颜色较深;、外表粗糙,颜色较浅;、外表光滑,颜色较深;答案:21、有一套管换热器在内管中空气从20被加热到50,环隙内有119.6的水蒸气被冷凝,那么与壁温接近的温度为119.63577.322、在一管道外包有两层保温材料,内外层导热系数分别为1和2,为使保温效果好, 那么1和2的关系应为 12 1=223、传热过程中当两侧流体的对流传热系数都较大时,影响传热过程的将是 。管壁热阻; 污垢热阻;管内对流传热热阻; 管外对流传热热阻;24、对双层平壁的稳态导热过程,壁厚相同,各层的导热系数分别为和,其对应的温差分别为和,假设 ,那么和的关系为。AA. 。 D. 不确定
9、。25、蒸汽输送管外有两层保温层,为了使得保温效果更好,应将导热系数高的置于 A、外层; B、内层; C、无关25、如下列图的双层平壁中,导热系数1,2为定值,假定过程为稳态,试分析图中三条温度分布曲线所对应的1和2的相对大小。答:由于过程是稳态的,因此在三种情况下,热流量分别为常数,即:所以对情形:;同理,对情形:;对情形:。26、圆筒壁(外半径为r)上两层保温材料的温度分布曲线如图示:A 层的导热系数 ( )B层的导热系数;应将( )放在内层保温效果好。(A、B 两层厚度相等)。答案:B;E A. 等于 B. 大于 C. 小于 D. A 层 E. B 层27、间壁传热时,各层的温度降与各相
10、应层的热阻( ) 答案:A A. 成正比 B. 成反比 C. 没关系28、翅片管换热器的翅片应安装在( )。答案:A A. 小的一侧 B. 大的一侧 C. 管内 D. 管外29、穿过三层平壁的稳定导热过程,如下列图,试比较第一层的热阻 R1与第二、三层热阻R2、R3的大小( )。 答案:C A. R1(R23) B. R1(R23) C. R1=(R23) D. 无法比较30、列管换热器管程常用流速范围为:一般液体( ),气体( )。答案:A、C A. 0.53m1 B. 315m1 C. 530m131、在反响器的单根冷却蛇管内通冷却水,其进、出口温度分别为1、2,蛇管外有热流体稳定流过,借
11、搅拌器作用,使热流体保持均匀温度T(T为热流体出口温度) ,如冷却蛇管长度增大一倍,其它条件不变,问出口水温2应( )。答案:A A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不一定32、套管冷凝器的内管走空气,管间走饱和水蒸汽,如果蒸汽压力一定,空气进口温度一定,当空气流量增加时: 1传热系数K应 A 增大 B 减小 C 根本不变 ( ) 答案:A 2空气出口温度 A 增大 B 减小 C 根本不变 ( ) 答案:A 3壁温 A 增大B 略有减小 C 根本不变 ( ) 答案:B33、工业采用翅片状的暖气管代替圆钢管,其目的是 。答案:C A. 增加热阻,减少热量损失; B. 节约钢材、增强美观;
12、C. 增加传热面积,提高传热效果。34、在平壁导热过程中qA12,传热推动力是 。答案:B A. ; B. 12; C. 35、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为 。答案:B A. -602.5; B. 602.5; C. 120536、某水平管式换热器,管间为饱和水蒸气冷凝,假设饱和蒸汽与壁温之差增加一倍时,冷凝传热速率将增加为原来的 倍。答案:C A、 B、 C、 D、二、 填空题1、对流传热总是概括地着眼于壁面和流体主体之间的热传递,也就是将边界层的 和边界层外的 合并考虑,并命名为给热。答案:热传导;对流传
13、热2、给热是以 和 的差作为传热推动力来考虑问题的。答案:流体的平均温度;壁面温度3、流体在垂直管内自上而下流动同时被加热时,其对流传热系数比用普通准数关联式计算的结果要 。答案:大分析:流体被加热时,自然对流的方向是自下而上,恰与流体流动的方向相反,引起湍动加剧。4、金属的导热系数大都随其纯度的增加而 ,随其温度的升高而 。答案:增大;减小5、在工程计算中,对两侧温度分别为t12的固体,通常采用平均导热系数进行热传导计算。平均导热系数的两种表示方法是 或 。答案;6、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7、在、 、 这4个物性参数中
14、,假设 值大,对流传热系数就增大;假设 值大,对流传热系数就减小。答案:、;8、黑体的外表温度从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-波尔兹曼定律说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=5.39。9、流体在圆形直管内作强制湍流流动,假设传热推动力增大1倍,那么对流传热速率增大 倍。答案:110、由核状沸腾转变为膜状沸腾时的温度差称为 。这时单位时间、单位面积所传递的热量称为 。答案:临界温度差;临界热负荷11、处理量为440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%。假设维持冷、
15、热介质出口温度不变,那么该溶剂的处理量变为 。答案:400分析:设 =1.1故 40012、苯在内径为20的圆形直管中作湍流流动,对流传热系数为1270。如果流量和物性不变,改用内径为30的圆管,其对流传热系数将变为 。答案:612分析: =0.023 =0.023 = 0.482 =0.482=0.4821270=612()13、热油和水在一套管换热器中换热,水由20升至75。假设冷流体为最小值流体,传热效率0.65,那么油的入口温度为 。答案:104分析:0.65 =10414、在计算换热器的平均传热推动力时,假设两端的推动力相差不大于2倍,那么其算术平均值与对数平均值相差不大于 。答案:
16、4%15、换热器在使用一段时间后,传热速率会下降很多,这往往是由于 的缘故。答案:传热管外表有污垢积存16、流体横向流过管束作湍流流动时,在管外加有折流板的情况下,。可见对流传热系数与当量直径的成反比。答案:0.45次方17、对大空间的自然对流,通常取加热或冷却外表的 为特征尺寸。答案:垂直高度18、用套管换热器加热内管的空气,蒸汽在管间冷凝。现欲通过实验方法测定蒸汽和空气的给热系数,需用的主要仪器有 。答案:热电偶温度计、水银温度计、流量计19、柴油在圆形直管内作强制滞流流动,给热系数可用下式计算:。假设流量和物性不变,将管内径减半后仍为滞流,那么管内对流传热系数变为原来的 倍。答案:2分析
17、:知 故20、传热效率随传热单元数的增加而 ,但最后趋于一定值。答案:增大现有两种材料,密度分别为0.4和0.93,用作保温材料应选择密度为0.43的材料,因为密度小其导热系数小。间壁两侧流体的对流传热中,总传热系数K总是接近该两侧对流传热系数小的值,而壁温总是接近热阻小的值。21、有一列管式蒸气加热器。热方:饱和蒸气冷凝为饱和液体;冷方:生垢液体升温。控制热阻为 生垢液体;管程宜走 生垢液体 ;其理由为 便于清洗,便于增大流速,减少垢层沉积在管壁外表上 ;22、为了减少保温瓶的热损失,在瓶胆的夹层中抽真空是为了减少 形式的热损失;在瓶胆的夹层中镀水银是为了减少 形式的热损失。答案:传导;辐射
18、23、在大容器内饱和液体沸腾时,影响沸腾状态的主要因素是;工业生产中一般总是设法液体沸腾控制在状态下操作。答案:液体性质、温度差、操作压强;泡核状态24、当参加换热的两种流体,一侧的对流传热系数远大于另一侧。那么在换热器的计算中总传热系数可近似取 。答案:对流传热系数小侧的数值25、冷凝现象有 冷凝和 冷凝,工业冷凝器的设计都按 0冷凝设计、沸腾过程分为 阶段; 、 和 沸腾,工业上的沸腾装置一般是按 沸腾设计的。答案:三个;自然对流;泡状沸腾;膜状沸腾;泡状沸腾26、有比重为0.5和0.3的两种玻璃棉保温材料,为减少热损失,应选用比重为 的一种。答案:0.327、传热的根本方式有 种,分别称
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