公用设备工程师-专业基础（暖通空调、动力）-传热学-2.10传热与换热器.docx

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1、公用设备工程师-专业基础（暖通空调、动力）-传热学-2.10传热与换热器单选题1.某建筑外墙的面积为12m2，室内空气与内墙表面的对流传热系数为8W/（m2K），外表面与室外环境（江南博哥）的复合传热系数为23W/（m2K），墙壁的厚度为0.48m，导热系数为0.75W/（mK）。单位面积的传热热阻为()。2005年真题A.1.24W/（m2K）B.0.81W/（m2K）C.2.48W/（m2K）D.0.162W/（m2K） 正确答案：A参考解析：利用热阻串联的概念可知，由总传热系数K的倒数为与各部分传热系数的倒数之和，则总传热系数K为：单选题2.一逆流套管式水水换热器，冷水的进口温度为25，

2、出口温度为55，热水进口温度为70，若热水的流量是冷水的2倍，且物性参数不随温度变化，与此换热器的对数平均温差最接近的数据为()。2006年真题A.15B.20C.25D.30 正确答案：B参考解析：冷热流体逆流热平衡方程为：m1c（t1t1）m2c（t2t2）。式中，t1、t2为热水、冷水进口温度；t1、t2为热水、冷水出口温度；m1、m2为热水、冷水流量；c为水的比热容。热水的流量是冷水的流量的2倍，即m12m2，则冷水进出口温差是热水的进出口温差的2倍，即2（t1t1）（t2t2），热水出口温度t1t1（t2t2）/270（5525）/255。逆流工况下，tt1t2705515，tt1t

3、2552530，则对数平均温差tm（tt）/ln（t/t）（1530）/ln（15/30）21.6。计算结果与B项最接近。单选题3.一套管式水水换热器，冷水的进口温度为25，热水进口温度为70，热水出口温度为55。若冷水的流量远远大于热水的流量，则与该换热器的对数平均温差最接近的数据为()。2007年真题A.15B.25C.35D.45 正确答案：C参考解析：冷热流体热平衡方程为：m1c（t1t1）m2c（t2t2）。式中，t1、t2为冷水、热水进口温度；t1、t2为冷水、热水出口温度；m1、m2为冷水、热水流量；c为水的比热容。因为冷水的流量远远大于热水的流量即m2m1，因此（t1t1）（t

4、2t2），t1t125。无论该换热器顺流还是逆流，tt2t1702545，tt2t1552530，则对数平均温差tm（tt）/ln（t/t）（4530）/ln（45/30）37。计算结果与选项中最接近的数据为35。单选题4.一逆流套管式水水换热器，冷水的出口温度为55，热水进口温度为70。若热水的流量与冷水的流量相等，换热面积和总传热系数分别为2m2和150W/（m2），且物性参数不随温度变化，则与该换热器的传热量最接近的数据()W。2008年真题A.3500B.4500C.5500D.6500 正确答案：B参考解析：冷热流体热平衡方程为：m1c（t1t1）m2c（t2t2）。式中，t1、t2

5、为冷水、热水进口温度；t1、t2为冷水、热水出口温度热水的冷水的比热容相等；m1、m2为冷水、热水流量；c为水的比热容。热水的流量与冷水的流量相等，即，m1m2，则热水进出口温差与冷水的进出口温差相等t1t1t2t2，t2t1t2t1705515。当温差不超过15，可用平均温差代替对数平均温差，则tm（t2t1）（t2t1）/2（1515）/215。所以，换热器的换热量为：kAtm1502154500W。单选题5.套管式换热器中进行顺流换热时，两侧为水水单相流体换热，侧水温进水65，出水45，流量为1.25kg/s，另一侧入口为15，流量为2.5kg/s，则换热器对数平均温差为()。2010年

6、真题A.35B.33C.31D.25 正确答案：B参考解析：顺流流体热平衡方程为：cm1（t1t1）cm2（t2t2）。式中，c为水的比热容；t1、t1为一侧水的入口、出口温度；t2、t2为另一侧水的入口、出口温度；m1、m2分别为两侧水质量流量。由题意可得t165，t145，t215，m11.25kg/s，m22.5kg/s，则代入数据可得：1.25（6545）2.5（t215），t225。则tt1t2651550，tt1t2452520，对数平均温差tm（tt）/ln（t/t）（5020）/ln（50/20）33。单选题6.套管式换热器中进行换热时，如果两侧为水水单相流体换热，侧水温由55

7、降到35，流量为0.6kg/s，另一侧水入口温度为15，流量为1.2kg/s。则换热器分别作顺流或逆流时的平均对流温差比tm（逆流）/tm（顺流）为()。2011年真题A.1.35B.1.25C.1.14D.1.0 正确答案：C参考解析：计算步骤如下：计算冷水出口温度。由冷流体吸热量与热流体放热量相等可得：M1c1（t1t1）M2c2（t2t2）。代入数据可得，冷流体出口温度为：t2t2M1（t1t1）/M2150.6（5535）/1.225。计算顺流对数平均温差。顺流时，入口处tt1t2551540，出口处tt1t2352510，则对数平均温差tm（tt）/ln（t/t）（4010）/ln（

8、40/10）21.64。计算逆流对数平均温差。逆流时，入口处tt1t2552530，出口处tt1t2351520，则对数平均温差tm（tt）/ln（t/t）（3020）/ln（30/20）24.66。计算tm（逆流）/tm（顺流）比值。逆流与顺流平均对数温差比为：tm（逆流）/tm（顺流）24.66/21.641.14。单选题7.套管式换热器中进行饱和水蒸气凝结为饱和水，加热循环水过程。蒸汽的饱和温度115，流量1800kg/h，潜热2230kJ/kg；水入口温度45，出口温度65。设传热系数为125W/（m2K），则该换热器所需的换热面积为()m2。2012年真题A.150B.125C.10

9、0D.75 正确答案：A参考解析：设水蒸气为流体1，水为流体2。计算步骤如下：求对数平均温差tm。传热温差为：t1t1t21154570，t2t1t21156550。则对数平均传热温差为：tm（t1t2）/ln（t1/t2）（7050）/ln（70/50）59.44。求传热量Q。传热量Q为：QGr18002230/36001115kW。求换热面积A。换热面积A为：AQ/（Ktm）1115000/（12559.44）150m2。单选题8.建筑物与空气和环境进行对流和辐射复合换热，室内建筑表面温度tw、室内流体温度tf和室外环境温度tam之间可能出现多种关系，下列关系式中正确的是()。2016年真

10、题A.冬天有暖气的室内，tftamtwB.夏天有空调的室内，twtftamC.冬天长时间未开暖气的人居室内，tftwtamD.夏天太阳刚落山时，twtamtf 正确答案：C参考解析：热量传递的动力是存在温差，并且是从高温传到低温。A项，在冬天有暖气的室内，热量从室内到室外传递，tftwtam；B项，在夏天有空调的室内，热量从室外到室内传递，tamtwtf；C项，在冬天长时间未开暖气的人居室内，室内流体温度和室内建筑表面温度相差不大，tfwtam；D项，当夏天太阳刚落山时，热量从室外传递到室内，tamtwtf。单选题9.暖气片对室内空气的加热是通过下列哪种方式实现的？()2011年真题A.导热B

11、.辐射换热C.对流换热D.复杂的复合换热过程 正确答案：D参考解析：暖气片表面温度高，附近的空气密度比较低，引起空气在室内流动，在表面形成对流换热；且高温的暖气片具有辐射效应，与室内壁面之间辐射换热，再通过与室内空气的对流作用加热室内空气。暖气片温度越高，辐射换热占的比例越大，否则，对流换热起主要作用。综上所述，暖气片对室内空气的加热是既有对流换热，又有辐射换热，是复杂的复合换热过程。单选题10.采用-NTU法进行有相变的换热器计算，如NTU相同，则逆流和顺流换热效能()。2018年真题A.不相等B.相等C.不确定D.与无相变时相同 正确答案：B参考解析：效能与传热单元数NTU都是无量纲数，它

12、们之间存在如下的函数关系：f（NTU，Cmin/Cmax）。最小热容流率Cmin（qmcp）min；最大热容流率Cmax（qmcp）max。因为Cmin/Cmax与流动方式即顺流和逆流无关，则当NTU相同，逆流和顺流的换热效能相等。单选题11.套管式换热器中顺流或逆流布置下NTU关系不同，下述说法错误的是()。2014年真题A.cmin/cmax0，相同NTU下，顺逆B.cmin/cmax0，NTU，顺1，逆1C.cmin/cmax1，NTU，顺0.5，逆1D.cmin/cmax0，NTU增大，顺和逆都趋于同一个定值 正确答案：D参考解析：Cmin（qmc）min，Cmax（qmc）max，如

13、图2-10-1所示。D项，当Cmin/Cmax0，NTU增大，顺和逆都趋向定值，而非同一个定值，当NTU达到最大时顺最终定值逆最终定值，故D项错误。（a）顺流换热器-NTU关系图（b）逆流换热器-NTU关系图图2-10-1单选题12.为了强化电加热器表面与水的传热，以下不正确的措施是()。2009年真题A.提高水的流速B.提高加热器表面的发射率C.提高表面的粗糙度D.使加热器表面产生振动 正确答案：B参考解析：电加热器表面与水的传热方式主要是对流换热，采用提高表面传热系数和增加换热面积的方法来强化传热。ACD三项，提高水的流速、提高表面的粗糙度、使加热器表面产生震动都是提高表面传热系数的措施。

14、B项，发射率与辐射相关，与对流换热无关。单选题13.暖气片外壁与周围空气之间的换热过程为()。A.纯对流换热B.纯辐射换热C.传热过程D.复合换热 正确答案：D参考解析：暖气片对室内空气的加热过程主要通过暖气片与周围空气的自然对流换热和暖气片与周围物体（包括房间的家具、墙壁等）辐射换热共同作用，是复合换热过程。单选题14.冬季一车间的外墙内壁温度为tw10，车间的内墙壁温度tam16.7，车间内气体温度tf20。已知内墙与外墙间的系统发射率为0.9，外墙内墙对流换热表面传热系数hc3.21W/（m2K），外墙的热流密度为()W/m2。A.32.1B.42.2C.64.2D.86.6 正确答案：

15、C参考解析：内外墙之间的辐射换热热流密度qr为：对流换热热流密度qc为：qchc（tftw）3.21（2010）32.1W/m2。因此，外墙的热流密度qqrqc32.132.164.2W/m2。单选题15.锅炉炉墙由三层平壁组成，内层是耐火砖层，外层是红砖层，中间石棉保温层。由内到外三层的厚度和导热系数分别是：10.23m，11.20W/（mK），20.05m，20.095W/（mK），30.24m，30.60W/（mK）。炉墙内侧烟气温度tf1511，烟气侧表面传热系数h135W/（m2K）；锅炉炉墙外空气温度tf222，空气侧表面传热系数h215W/（m2K）。该传热过程传热系数和通过炉墙

16、的热损失为()。A.0.820.83W/（m2K），400410W/m2B.0.840.85W/（m2K），420430W/m2C.1.101.12W/（m2K），580590W/m2D.1.201.22W/（m2K），590600W/m2 正确答案：A参考解析：依题意得平壁的传热系数公式为：。代入数据，解得传热系数k1/（1/35）（0.23/1.2）（0.05/0.095）（0.24/0.60）（1/15）0.824W/（m2K）。因此，通过炉墙的热损失为qk（tf1tf2）0.824（51122）403W/m2。单选题16.若换热器中，一侧流体为冷凝过程（相变），另一侧为单相流体，下列说

17、法正确的是()。A.逆流可获得比顺流大的换热温差B.顺流可获得比逆流大的换热温差C.逆流或顺流可获得相同的温差D.垂直交叉流可获得最大换热温差 正确答案：C参考解析：对于一侧是相变换热的换热器，无论是顺流还是逆流，所获得的对数平均温差相同。单选题17.高温流体的热量通过一固体壁面而传给另一侧的低温流体，这种情况下传热系数K和流体组合的关系正确的是()。A.K水-气K水-水K气-气B.K气-气K水-气K水-水C.K水-气K气-气K水-气D.K水-水K水-气K气-气 正确答案：D参考解析：对流传热过程中，两侧流体的对流换热热阻直接影响传热系数的大小，对流换热热阻越大，总热阻越大，传热系数越小。空气

18、的对流换热系数远小于水的的对流换热系数，则空气的对流换热热阻比水的对流换热热阻大很多，因此，R水-水R水-气R气-气，K水-水K水-气K气-气。单选题18.在换热器中，重油从300冷却到200，使石油从20加热到180。顺流布置和逆流布置时换热器的对数平均温差分别为()。A.98.5，148B.148，98.5C.148，122.5D.122.5，148 正确答案：A参考解析：对数平均温差的计算公式为：tm（tt）/ln（t/t）。顺流对数平均温差计算方法：顺流时，入口处tt1t230020280，出口处tt1t220018020，则顺流对数平均温差tm（tt）/ln（t/t）（28020）/

19、ln（280/20）98.5。逆流对数平均温差计算方法：逆流时，入口处tt1t2300180120，出口处tt1t220020180，则逆流对数平均温差tm（tt）/ln（t/t）（120180）/ln（120/180）148。单选题19.400的热气体流入一逆流式换热器中，气体的出口温度为200，气体将质量流量为20kg/s，定压比热为4.18kJ/（kgK）的水从30加热到80。换热器的换热面积为300m2，此换热器的传热系数为()W/（m2）。A.12B.46C.59D.106 正确答案：C参考解析：逆流时，入口处tt1t240080320，出口处tt1t220030170，则对数平均温

20、差tm（tt）/ln（t/t）（320170）/ln（320/170）237。此换热器吸收的热量为：cpm（t2t2）4.1820（8030）4180kW4180000W。则此换热器的传热系数K/（Atm）4180000/（300237）59W/（m2）。单选题20.当通过固体壁面传热时，采用加肋增强传热，说法正确的是()。A.在流体表面传热换热系数小的一侧加肋，传热效果好B.在流体表面传热换热系数大的一侧加肋，传热效果好C.在两侧都加肋，传热效果好D.在两侧任何一侧加肋，传热效果一样好 正确答案：A参考解析：传热过程，两侧流体的对流换热系数直接影响对流换热热阻的大小；对流换热系数越大，流体的接触面积越大，对流换热热阻越小；对流换热热阻大的一侧决定了整个传热过程的热阻。因此，强化传热，应加强对流换热系数小、面积小、热阻大的一侧的流体的换热；加肋是为了增大与流体的接触面积来强化传热的，故在流体表面传热换热系数小的一侧加肋，传热效果好。