換熱器原理與設(shè)計(jì)期末復(fù)習(xí)題重點(diǎn)

1、1. 填空：1 按傳遞熱量的方式，換熱器可以分為間壁式， 混合式， 蓄熱式2. 對(duì)于沉浸式換熱器，傳熱系數(shù)低，體積大，金屬耗量大。3. 相比較沉浸式換熱器和噴淋式換熱器，沉浸式換熱器傳熱系數(shù)較低，噴淋式換熱器冷卻水過少時(shí)，冷卻器下部不能被潤濕4. 在沉浸式換熱器、噴淋式換熱器和套管式換熱器中，套管式換熱器中適用于高溫高壓 流體的傳熱。5. 換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容主要包括熱計(jì)算、結(jié)構(gòu)計(jì)算流動(dòng)阻力計(jì)算和強(qiáng)度計(jì)算6. 按溫度狀況來分，穩(wěn)定工況的和非穩(wěn)定工況的換熱器7. 對(duì)于套管式換熱器和管殼式換熱器來說，套管式換熱器金屬耗量多，體積大，占地面積大，多用于傳熱面積不大的換熱器。2.簡答：1. 說出以下任意

2、五個(gè)換熱器，并說明換熱器兩側(cè)的工質(zhì)及換熱方式答：如上圖，熱力發(fā)電廠各設(shè)備名稱如下：1 .鍋爐（蒸發(fā)器）* ; 2 .過熱器* ; 3 .省煤器* 4 .空氣預(yù)熱器* ; 5 .引風(fēng)機(jī)；6 .煙 囪；7 .送風(fēng)機(jī)；8 .油箱 9 .油泵1 0.油加熱器*; 11 .氣輪機(jī)；12 .冷 凝器* ； 13 .循環(huán)水冷卻培* 14 .循環(huán)水泵；15 .凝結(jié)水泵；16.低壓加熱器* ； 17 .除 氧（加熱）器* ； 18.給水泵 19 .高壓加熱器柱!凡有者均為換熱器2. 比較沉浸式換熱器、噴淋式換熱器、套管式換熱器和管殼式換熱器的優(yōu)缺點(diǎn)答：沉浸式換熱器缺點(diǎn)：自然對(duì)流，傳熱系數(shù)低，體積大，金屬耗量大。

3、優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，制作、修理方便，容易清洗，可用于有腐蝕性流體噴淋式換熱器：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，易于制造和檢修。換熱系數(shù)和傳熱系數(shù)比沉浸式換熱器要大，可以用來冷卻腐蝕性流體缺點(diǎn)：冷卻水過少時(shí)，冷卻器下部不能被潤濕，金屬耗量大，但比沉浸式要小套管式換熱器：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，適用于高溫高壓流體的傳熱。特別是小流量流體的傳熱，改變套管 的根數(shù)，可以方便增減熱負(fù)荷。方便清除污垢，適用于易生污垢的流體。缺點(diǎn)：流動(dòng)阻力大，金屬耗量多，體積大，占地面積大，多用于傳熱面積不大的換熱 器。管殼式換熱器：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)較低，選材范圍廣，處理能力大，還可以適應(yīng)高溫高壓的流體?？煽啃猿潭雀呷秉c(diǎn)：與新型高效換熱器相比，其

4、傳熱系數(shù)低，殼程由于橫向沖刷，振動(dòng)和噪音大3.舉例說明5種換熱器，并說明兩種流體的傳熱方式？說明兩種流體的傳熱 機(jī)理？1）蒸發(fā)器：間壁式，蒸發(fā)相變一導(dǎo)熱一對(duì)流2）冷凝器：間壁式，冷凝相變一導(dǎo)熱一對(duì)流3）鍋爐：間壁式，輻射一導(dǎo)熱一對(duì)流4）涼水塔：混合式，接觸傳熱傳質(zhì)5）空氣預(yù)熱器：蓄熱式，對(duì)流一蓄熱，蓄熱一對(duì)流第一章1. 填空:仁傳熱的三種基本方式是導(dǎo)熱、 對(duì)流、和輻射。2.兩種流體熱交換的基本方式是直接接觸式 、_間壁式_、和 蓄熱式_。3 采用短管換熱，由于有入口效應(yīng)，邊界層變薄，換熱得到強(qiáng)化4. 采用螺旋管或者彎管。由于拐彎處截面上二次環(huán)流的產(chǎn)生，邊界層遭到破壞，因而換 熱得到強(qiáng)化，需要引

5、入大于1修正系數(shù)。5. 通常對(duì)于氣體來說，溫度升高，其黏度增大，對(duì)于液體來說，溫度升高，其黏度減小6熱計(jì)算的兩種基本方程式是傳熱方程式和熱平衡式。7 對(duì)于傳熱溫差，采用順流和逆流傳熱方式中，順 傳熱平均溫差小，逆流時(shí)傳熱平均溫差大。8. 當(dāng)流體比熱變化較大時(shí)，平均溫差常常要進(jìn)行分段計(jì)算9. 在采用先逆流后順流1-2型熱效方式熱交換器時(shí)，要特別注意溫度交叉問題，避免的 方法是增加管外程數(shù)和兩臺(tái)單殼程換熱器串聯(lián)工作。10. 冷凝傳熱的原理，層流時(shí)，相對(duì)于橫管和豎管，橫管傳熱系數(shù)較高。11. 對(duì)于單相流體間傳熱溫差，算術(shù)平均溫差值大于對(duì)數(shù)平均溫差12. 管內(nèi)流體的換熱所遵守的基本準(zhǔn)則為努賽爾準(zhǔn)則數(shù)，

6、其大小與雷諾數(shù)、普蘭特?cái)?shù)和格 拉肖夫數(shù)有關(guān)13 設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，通常對(duì)傳熱面積進(jìn)行判定，校核計(jì)算時(shí)，通常對(duì)傳熱量進(jìn)行判定2. 簡答（或名詞解釋）：1. 什么是效能數(shù)？什么是單元數(shù)？（要用公式表示）答：實(shí)際情況的傳熱量q總是小于可能的最大傳熱量qmax我們將q/qmax定義為換 熱器的效能，并用？表示，即換熱器效能公式中的KA依賴于換熱器的設(shè)計(jì)，WU則依賴于換熱器的運(yùn)行條件，因 此，KA/Wmin在一定程度上表征了換熱器綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能，習(xí)慣上將這個(gè)比值（無量 綱數(shù)）定義為傳熱單元數(shù)NTU2. 熱交換器計(jì)算方法的優(yōu)缺點(diǎn)比較？對(duì)于設(shè)計(jì)性熱計(jì)算，采用平均溫差法可以通過屮的大小判定所擬定的流動(dòng)方式與逆流之

7、 間的差距，有利于流動(dòng)方式的選擇。而在校核性傳熱計(jì)算時(shí)，兩種方法都要試算。在某些情況下，K是已知數(shù)值或可套用經(jīng)驗(yàn) 數(shù)據(jù)時(shí)，采用傳熱單元書法更加方便假設(shè)的出口溫度對(duì)傳熱量 Q的影響不是直接的，而是通過定性溫度，影響總傳熱系數(shù)， 從而影響NTU并最終影響Q值。而平均溫差法的假設(shè)溫度直接用于計(jì)算 Q值，顯然?-NTU 法對(duì)假設(shè)溫度沒有平均溫差法敏感，這是該方法的優(yōu)勢(shì)。3. 傳熱的基本方式有哪幾種？答：分為三種，熱傳導(dǎo)，熱對(duì)流和輻射熱傳導(dǎo)熱量從物體內(nèi)部溫度較高的部分傳遞到溫度較低的部分或者傳遞到與之相接觸的溫 度較低的另一物體的過程稱為熱傳導(dǎo)，簡稱導(dǎo)熱。熱對(duì)流流體中質(zhì)點(diǎn)發(fā)生相對(duì)位移而引起的熱量傳遞，稱

8、為熱對(duì)流，對(duì)流只能發(fā)生在流體中。熱輻射 輻射是一種通過電磁波傳遞能量的過程。 物體由于熱的原因而發(fā)出輻射能的過程， 稱 為熱輻射 。4、流體換熱的基本方式有哪些？ 答：主要分為三種：直接接觸式傳熱，蓄熱式換熱和間壁式換熱。直接接觸式傳熱直接接觸式傳熱的特點(diǎn)是冷、 熱兩流體在換熱器中以直接混合的方式進(jìn)行熱量交換， 也稱混合式換熱。蓄熱式換熱 蓄熱式換熱器是由熱容量較大的蓄熱室構(gòu)成。室中充填耐火磚作為填料，當(dāng)冷、熱 流體交替的通過同一室時(shí)，就可以通過蓄熱室的填料將熱流體的熱量傳遞給冷流體，達(dá) 到兩流體換熱的目的。間壁式換熱 間壁式換熱的特點(diǎn)是冷、熱流體被一固體隔開，分別在壁的兩側(cè)流動(dòng)，不相混合，通

9、 過固體壁進(jìn)行熱量傳遞。5、流體傳熱的基本準(zhǔn)則方程式為努賽爾準(zhǔn)則，與哪些無因次方程有關(guān)？ 答：根據(jù)量綱分析努賽爾準(zhǔn)則數(shù)與雷諾數(shù)、普蘭特?cái)?shù)和格拉肖夫數(shù)有關(guān)6當(dāng)換熱管分別為短管時(shí)和螺旋管時(shí)，換熱系數(shù)增加還是減少，為什么？ 答：對(duì)于短管。入口效應(yīng)，邊界層變薄，換熱得到強(qiáng)化。換熱系數(shù)增加。 對(duì)于螺旋管或者彎管。由于拐彎處截面上二次環(huán)流的產(chǎn)生，邊界層遭到破壞，因而換熱 得到強(qiáng)化，需要引入修正系數(shù)，換熱系數(shù)增加。7、當(dāng)出現(xiàn)大溫差加熱流體時(shí)， 分別對(duì)于氣體和液體， 換熱系數(shù)增加還是減少， 為什么？ 答：當(dāng)流體與壁面之間的溫差出現(xiàn)大溫差時(shí)，一般對(duì)氣體超過 50C，對(duì)水超過30 C, 對(duì)油超過10 C超過上述溫

10、差時(shí)，氣體被加熱粘度增大，換熱能力減?。灰后w加熱時(shí)，液體粘度減小， 換熱能力增大。8、什么是對(duì)數(shù)平均溫差， 算術(shù)平均溫差和積分平均溫差， 它們之間的聯(lián)系和區(qū)別是什么？答：由于計(jì)算結(jié)果表達(dá)式中包含了對(duì)數(shù)項(xiàng)， 我們稱之為對(duì)數(shù)平均溫差， 例如我們將順流和 逆流情況下對(duì)數(shù)平均溫差寫成如下統(tǒng)一形式平均溫差的另一種更為簡單的形式是 算術(shù)平均溫差，即積分平均溫差的形式。按比熱不同分段按溫度等分段可得算術(shù)平均溫差相當(dāng)于溫度呈直線變化的情況，因此，總是大于相同進(jìn)出口溫度下的對(duì)數(shù)平均溫差，當(dāng)tmax： tmin 2時(shí)，兩者的差別小于 4%；當(dāng)tmax怙1.7時(shí)，兩者的差別小于。當(dāng)流體的比熱隨溫度變化不大時(shí)，采用對(duì)

11、數(shù)平均溫差。當(dāng)流體的比熱隨溫度變化較大時(shí)(大于2-3倍時(shí))，采用對(duì)數(shù)平均溫差計(jì)算，誤差較大，這時(shí)應(yīng)該采用 積分平均溫差。9. 采用平均溫差法進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算的步驟？平均溫差法用作設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)步驟如下：(1) 假定傳熱系數(shù)，求得初始傳熱面積(2) 初步布置換熱面(實(shí)際傳熱面積)，計(jì)算出相應(yīng)的傳熱系數(shù)。(3) 根據(jù)給定條件，由熱平衡式求出進(jìn)、出口溫度中的那個(gè)待定的溫度。(約束)(4) 由冷、熱流體的4個(gè)進(jìn)、出口溫度確定平均溫差?tm,計(jì)算時(shí)要注意保持 修正系數(shù)具有合適的數(shù)值。(5) 由傳熱方程求出所需要的換熱面積 A (與原傳熱面積比較)，并核算換熱 面兩側(cè)有流體的流動(dòng)阻力。(6) 如流動(dòng)阻力過大，改變

12、方案重新設(shè)計(jì)。10. 采用效能單元數(shù)法進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算的步驟？(1) 先假定一個(gè)流體的出口溫度，按熱平衡式計(jì)算另一個(gè)出口溫度(2) 根據(jù)4個(gè)進(jìn)出口溫度求得平均溫差?tm(3) 根據(jù)換熱器的結(jié)構(gòu)，算出相應(yīng)工作條件下的總傳熱系數(shù)k(或已知)(4) 已知kA,按傳熱方程式計(jì)算在假設(shè)出口溫度下的 ?tm,得到Q(5) 根據(jù)4個(gè)進(jìn)出口溫度，用熱平衡式計(jì)算另一個(gè)Q，這個(gè)值和上面的Q , 都是在假設(shè)出口溫度下得到的，因此，都不是真實(shí)的換熱量(6) 比較兩個(gè)Q值，滿足精度要求，則結(jié)束，否則，重新假定出口溫度， 重復(fù)(1)-(6)，直至滿足精度要求。11. 對(duì)于冷凝換熱，臥式和立式換熱器選型選型及原因說明膜狀冷凝垂

13、直管水平管一般來說 ，由于管子的長度遠(yuǎn)大于管子的直徑，即Ld, 因而，水平管的凝結(jié)換熱系數(shù)大于垂直管的凝結(jié)換熱系數(shù)。12. 采用積分平均溫差適用的條件？ 當(dāng)流體的比熱隨溫度變化較大時(shí)(大于 2-3 倍時(shí))，采用對(duì)數(shù)平均溫差計(jì) 算，誤差較大，這時(shí)應(yīng)該采用積分平均溫差。積分平均溫差的出發(fā)點(diǎn)： 雖然流體的比熱在整個(gè)溫度變化范圍內(nèi)是個(gè)變量，但是若把溫度范圍分 成若干個(gè)小段， 每個(gè)小段內(nèi)的溫度變化小， 就可將流體的比熱當(dāng)作常數(shù)來處 理。3. 計(jì)算題1. 有一蒸汽加熱空氣的熱交換器，它將流量為5kg/s的空氣從10C加熱到60C,空氣與 蒸汽逆流，其比熱為(kgC),加熱蒸汽系壓力為 P=,溫度為150C

14、的過熱蒸汽，在熱交換 器中被冷卻為該壓力下90C的過冷水，試求其平均溫差。(附：飽和壓力為，飽和蒸汽焓 為kg,飽和水焓為kg.150 C時(shí)，水的飽和溫度為133C,過熱蒸汽焓為2768 KJ/kg，90 時(shí)，過冷水的焓為 377 KJ/kg )解： 由于蒸汽的冷卻存在著相變，因此在整個(gè)換熱過程中，蒸汽的比熱不同，在整個(gè)換 熱過程中的平均溫差應(yīng)該分段計(jì)算再求其平均值。將整個(gè)換熱過程分為三段：過熱蒸汽冷卻為飽和蒸汽所放出的熱量Q1,相變過程的換熱量Q2,從飽和水冷卻到過冷水所放出的熱量 Q3Q=MC2(t 2 -t 2 )=5 XX 50= 255KJ/S ;根據(jù)熱平衡蒸汽耗量 M1=Q/(i

15、1 -i 1)=255/(2768-377)=0.1066kg/s因?yàn)樵跓峤粨Q器換熱過程中存在著兩個(gè)冷卻過程和一個(gè)冷凝過程，因而將之分為三段計(jì) 算。Q1= M1(i 1 -i )=X = KJ/sQ2= M1(i -i ”)=X KJ/sQ3= M1(i ”-i 1)=X = KJ/s因?yàn)?Q= M2C2(t b-t 2)，可得 tb= (5 X +10=C因?yàn)?Q2+ QA MC2(t a-t 2),可得 ta= (5 X +10=59C t1=(150-60)-(133-59)/ln(150-60”(133-59)=81.7 Ct2= -(133-59) /ln/(133-59)=94.7

16、25C t3=(90-10)-/ ln(90-10)/ =98.212 C總的平均溫差為： tm=Q/(Q1/ t1+ Q2/ t2+ Q3/ t3)=255/+ C=94.8C沿?fù)Q熱器流程溫度示意圖如下：2. 在一傳熱面積為15.8m2,逆流套管式換熱器中，用油加熱冷水，油的流量為2.85kg/s ,進(jìn)口溫度為110C,水的流量為0.667kg/s，進(jìn)口溫度為35C ,油和水的平均比熱分別為 kg?C和kg ? C ,換熱器的總傳熱系數(shù)為320W/m2T ,求水的出口溫度？解：W=5415W/CW 2=2788W/ C因此冷水為最小熱容值流體單元數(shù)為效能數(shù)為所以：3、一換熱器用100C的水蒸

17、汽將一定流量的油從 20C加熱到80C?，F(xiàn)將油的流量增大 一倍，其它條件不變，問油的出口溫度變?yōu)槎嗌?？注：NTU1e解：根據(jù)題意，相比較水蒸氣換熱為相變換熱的流體，油為熱容值小的流體因此根據(jù)效能數(shù)和單元數(shù)的關(guān)系 可得：現(xiàn)將油的流量增大一倍，其它條件不變，單元數(shù)減小為原來的倍，因此可得解得4. 某換熱器用100C的飽和水蒸汽加熱冷水。單臺(tái)使用時(shí)，冷水的進(jìn)口溫度為 10C，出 口溫度為30C。若保持水流量不變，將此種換熱器五臺(tái)串聯(lián)使用，水的出口溫度變?yōu)槎?少？總換熱量提高多少倍？解：根據(jù)題意，將換熱器增加為 5 臺(tái)串聯(lián)使用，將使得傳熱面積增大為原來的 5 倍，相 比較水蒸氣換熱為相變換熱的流體，水

18、為熱容值小的流體，因此因此根據(jù)效能數(shù)和單元數(shù)的關(guān)系可得：現(xiàn)將傳熱面積增大為原來的 5倍，單元數(shù)增大為原來的 5 倍， 由于效能數(shù)為水的出口溫度為根據(jù)熱平衡式，對(duì)于冷水，熱容值不變，溫差增大的倍數(shù)為換熱量增加的倍 數(shù)：5. 一用13C水冷卻從分餾器得到的80C的飽和苯蒸氣。水流量為5kg/s，苯汽化潛熱為 395 kJ/kg，比熱為kJ/kg? C,傳熱系數(shù)為1140 W/m?C。試求使1 kg/s苯蒸氣凝結(jié)并 過冷卻到47C所需的傳熱面積(1)順流；(2)逆流。解： 根據(jù)題意(1) 順流時(shí)由于有相變傳熱，因此比熱不同，需要分段計(jì)算平均傳熱溫差。1 )在苯相變冷凝段：根據(jù)熱平衡式，苯的放熱量：

19、在相變段，水吸收熱為 Qln可得t2m 31.87 C ：平均溫差為2) 在苯冷卻段在苯冷卻段，水吸收熱為 Qlq可得：平均溫差為總的平均溫差為根據(jù)傳熱方程式：可得 沿?fù)Q熱器流程溫度示意圖如下： 逆流時(shí) 由于有相變傳熱，因此比熱不同，需要分段計(jì)算平均傳熱溫差。1）在苯冷卻段在苯冷卻段，水吸收熱為Qq可得：tm 15.77 C平均溫差為2）在苯相變冷凝段：根據(jù)熱平衡式，苯的放熱量：在相變段，水吸收熱為Qn可得：平均溫差為總的平均溫差為根據(jù)傳熱方程式：可得沿?fù)Q熱器流程溫度示意圖如下：第二章1. 填空：1. 根據(jù)管殼式換熱器類型和標(biāo)準(zhǔn)按其結(jié)構(gòu)的不同一般可分為：固定管板式換熱器、U型管式換熱器、浮頭式

20、換熱器、和填料函式換熱器等。2. 對(duì)于固定管板式換熱器和 U型管式換熱器，固定管板式換熱器適于管程走易于結(jié)垢的 流體3相對(duì)于各種類型的管殼式換熱器固定管板式換熱器不適于管程和殼程流體溫差較大的 場(chǎng)合。4.相對(duì)于各種類型的管殼式換熱器，填料函式換熱器不適用于易揮發(fā)、易燃、易爆、有 毒及貴重介質(zhì)，使用溫度受填料的物性限制。5管子在管板的固定，通常采用脹管法和焊接法6. 在管殼式換熱器中，管子的排列方式常有等邊三角形排列（正六角形排列）法、同心圓排列法和正方形排列法排列法。7. 如果需要增強(qiáng)換熱常采用等邊三角形排列（正六角形排列）法、，為了便于清洗污垢，多采用正方形排列。同心圓排列法使得管板的劃線、

21、制造和裝配比較困難。8. 為了增加單位體積的換熱面積，常采用小管徑的換熱管9. 為了提高殼程流體的流速和湍流強(qiáng)度，強(qiáng)化流體的傳熱，在管外空間常裝設(shè)縱向隔 和折流板。10. 折流板的安裝和固定通過拉桿和定距管11. 殼程換熱公式Jo=j Hj cj lj bj sj r，其中j b表示管束旁通影響的校正因子，j l表示折流板泄 漏影響的校正因子。j c表示折流板缺口的校正因子12. 管殼式換熱器理想殼程管束阻力包括理想錯(cuò)流段阻力？樂和理想缺口段阻力？Rvk。13. 管殼式換熱器的實(shí)際阻力要考慮考慮折流板泄漏造成的影響R，旁路所造成的影響R,和進(jìn)出口段折流板間距不同對(duì)阻力影響 R14. 在廷克流動(dòng)

22、模型中ABCDE股流體中，真正橫向流過管束的流路為 B股流體,D股流體折流板與殼體內(nèi)壁存在間隙而形成的漏流 ,設(shè)置旁路擋板可以改善 C流路 對(duì)傳熱的不利影響15. 若兩流體溫差較大，宜使傳熱系數(shù)大的流體走殼程，使管壁和殼壁溫差減小。16. 在流程的選擇上，不潔凈和易結(jié)垢的流體宜走管程因管內(nèi)清洗方便。被冷卻的流體 宜走殼程，便于散熱，腐蝕性流體宜走管程，流量小或粘度大的流體宜走殼程，因折流 檔板的作用可使在低雷諾數(shù)(Re 100)下即可達(dá)到湍流。17. 采用小管徑換熱器，單位體積傳熱面積增大、結(jié)構(gòu)緊湊、金屬耗量減少、傳熱系數(shù)提 _ 高18. 流體誘發(fā)振動(dòng)的原因是渦流脫落，湍流抖振和流體彈性旋轉(zhuǎn)1

23、9. 減小管子的支撐跨距能增加管子固有頻率，在弓形折流板缺口處不排管，將減小管子 的支撐跨距20. 蒸發(fā)器的三種溫降分別為物理化學(xué)溫降 ？，靜壓溫降？和流動(dòng)阻力溫降？21. 管殼式換熱器的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)遵循 GB151標(biāo)準(zhǔn)和GB150標(biāo)準(zhǔn)22. 為了提高換熱效果，對(duì)于輻射式換熱器，應(yīng)增大流通截面積，對(duì)于對(duì)流式換熱器，應(yīng) 減小流通截面積。2. 名詞解釋：(1) .卡路里溫度對(duì)于油類或其他高粘度流體，對(duì)于加熱或冷卻過程中粘度發(fā)生很大變化，若采用流體進(jìn)出口溫度的算術(shù)平均溫度作為定性溫度，往往會(huì)使換熱系數(shù)的數(shù)值有很大誤差，雖然HIHtm1 t1 Fc (t1 t1 )可以分段計(jì)算，但是工作量較大，工業(yè)上常

24、采用卡路里溫度作為定性溫度。 熱流體的平均溫度冷流體的平均溫度tm2 t2 Fc (t 2 t2 )殼側(cè)流體被管側(cè)的水冷卻時(shí) Fc= 殼側(cè)流體被管程的水蒸氣加熱時(shí) Fc= 殼側(cè)和管側(cè)均為油時(shí) Fc= 粘度在 10-3Pa?s 以下的低粘性液體 Fc=(2) . 布管限定圓熱交換器的管束外緣受殼體內(nèi)徑的限制，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要將管束外緣置于布管限定圓之 內(nèi)，布管限定圓直徑 Dl 大小為浮頭式： DL Di 2(b1 b2 b3)固定板或U型管式DL Di 2b33. 簡答：(1). 試分析廷克流動(dòng)模型各個(gè)流路及其意義答：(1) 流路A,由于管子與折流板上的管孔間存在間隙，而折流板前后又存在壓差所造

25、成的泄漏，它隨著外管壁的結(jié)垢而減少。(2) 流路B,這是真正橫向流過管束的流路，它是對(duì)傳熱和阻力影響最大的一項(xiàng)。(3) 流路C,管束最外層管子與殼體間存在間隙而產(chǎn)生的旁路，此旁路流量可達(dá)相當(dāng)大的 數(shù)值。設(shè)置旁路擋板，可改善此流路對(duì)傳熱的不利影響。(4) 流路D,由于折流板和殼體內(nèi)壁間存在一定間隙所形成的漏流，它不但對(duì)傳熱不利， 而且會(huì)使溫度發(fā)生相當(dāng)大的畸變，特別在層流流動(dòng)時(shí)，此流路可達(dá)相當(dāng)大的數(shù)值。(5) 流路E,對(duì)于多管程，因?yàn)榘仓梅殖谈舭?，而使殼程形成了不為管子所占?jù)的通道， 若用來形成多管程的隔板設(shè)置在主橫向流的方向上， 他將會(huì)造成一股(或多股)旁路。 此時(shí)，若在旁通走廊中設(shè)置一定量的擋

26、管，可以得到一定的改善。(2). 說明下列換熱器的型號(hào)1)19-4 I固定管板式換熱器： 前端管箱為封頭管箱， 殼體型式為單殼程， 后端管箱為封頭管箱， 公稱直徑600mm管程壓力為,殼程壓力為，公稱換熱面積250m,管長為5m管外徑為19mm 4管程，I級(jí)管束，較高級(jí)冷拔鋼管。2)固定管板式換熱器：前端管箱為封頭管箱， 殼體型式為單殼程，后端管箱為封頭管箱， 公稱直徑800mr，管程壓力為,殼程壓力為，公稱換熱面積254m,管長為6m管外徑為19mm 4 管程，銅管。3)19-2 IU型管式換熱器：前端管箱為封頭管箱，中間殼體為 U型管式，后端為U型管束。公 稱直徑500mrp管程壓力為,殼

27、程壓力為，公稱換熱面積75m,管長為6m管外徑為19mm 2管程I級(jí)管束，較高級(jí)冷拔鋼管。4)平蓋管箱，公稱直徑500mm管程和殼程的設(shè)計(jì)壓力均為，公稱換熱面積為 54吊,碳素 鋼較高級(jí)冷拔換熱管外徑 25mm管長6m 4管程，單殼程的浮頭式熱交換器。 I級(jí)管 束，較高級(jí)冷拔鋼管。(3) . 找出下列圖中，換熱器的名稱及各零部件名稱和及作用1) 固定管板式換熱器1. 折流板- 使殼程流體折返流動(dòng)，提高傳熱系數(shù)。支撐管束，防止彎曲2. 膨脹節(jié)- 補(bǔ)償管殼式式換熱器的溫差應(yīng)力3. 放氣嘴 - 釋放不凝結(jié)氣體2) 浮頭式換熱器1. 管程隔板 - 增大管程流體的流速2. 縱向隔板 - 提高殼程流體的流

28、速和湍流強(qiáng)度，強(qiáng)化流體的傳熱， 在管外空間常裝設(shè)縱 向隔板3. 浮頭- 補(bǔ)償管殼式式換熱器的溫差應(yīng)力3) U 形管式換熱器 形管 - 使流體通過及換熱2. 縱向隔板 - 提高殼程流體的流速和湍流強(qiáng)度，強(qiáng)化流體的傳熱， 在管外空間常裝設(shè)縱 向隔板3. 管程隔板 - 增大管程流體的流速4) 請(qǐng)說出序號(hào) 2、6、7、8、18 各代表什么零件，起什么作用？2 管程接管法蘭，與換熱器管程外流路官路連接；6- - 拉桿，安裝與固定折流板；7- - 膨脹節(jié)，補(bǔ)償管子與殼體熱應(yīng)力不同；8- - 殼體，用來封裝殼程流體，并承受殼程流體壓力 ,18- 折流板 -使殼程流體折返流動(dòng)，提高傳熱系數(shù)。支撐管束，防止彎曲

29、第三章第一節(jié):1. 填空：1. 熱交換器單位體積中所含的傳熱面積的大小大于等于700m/m3，為緊湊式換熱器2. 通常采用二次表面來增加傳熱表面積，或把管狀的換熱器改為板狀表面,3. 螺旋板式熱交換器的構(gòu)造包括螺旋型傳熱板、隔板、頭蓋和連接4. 螺旋板式換熱器的螺旋板一側(cè)表面上有定距柱，它的作用主要是保持流道的間距、加_強(qiáng)湍流、和增加螺旋板剛度。5. 在川型螺旋板式熱交換器中：一側(cè)流體螺旋流動(dòng)，流體由周邊轉(zhuǎn)到中心，然后再轉(zhuǎn)到另一周邊流出。另一側(cè)流體只作(),適用于有相變流體換熱2. 簡答1) 說明下列換熱器的型號(hào)換熱面積為80斥，碳鋼不可拆螺旋板式換熱器，其兩螺旋通道的舉例分別為14mn和18

30、mm 螺旋板的板的板寬為1000mm公稱壓力為,公稱直徑為1600mm貫通型3. 計(jì)算：(1).設(shè)螺旋板的板厚為4mm兩通道寬b1和b2為10mn和20mm內(nèi)側(cè)有效 圈數(shù)為3, d 1為100mm以d1為基準(zhǔn)半圓直徑繞出的螺旋板作為內(nèi)側(cè)板時(shí)， d2為基準(zhǔn)半圓直徑繞出的螺旋板作為外側(cè)板時(shí)試作圖繪制螺旋體，并計(jì)算中 心隔板寬B,基準(zhǔn)半圓直徑d2,內(nèi)側(cè)螺旋板總長度Li,外側(cè)螺旋辦總長度 Lo，螺旋板最大外徑D等參數(shù)解：(1) B=di-b 1+ 8 =100-10+4=94mm因?yàn)?B=d-b1+8 = d2-b2+ 8，可推導(dǎo) d2= d1-b1+ b2=110mm， c= ,+ b?+2 8 =

31、10+20+8=38t1 = 10+4=14,t2=20+4=24因?yàn)閚e= n=3,以d1為基準(zhǔn)半圓直徑繞出的，所以Li= /2n (d1+2b1+43 +d2) +2 (n 2-n ) c= /23( 100+20+16+110)+2 (9-3) 38= /2 1194=1876mmLo= /2n (d1+2b2+4S +d2) +(d2+ S )+2n2c= /23 (100+40+16+110)+(110+4)+2 9 38= /2 1596=2507mmD= d2+2nc+2S =110+2 3 38+2 4=346mm分別以 t 1/2 ，t 2/2 ，為內(nèi)側(cè)螺旋板和外側(cè)螺旋板的圓心 ,畫出螺旋板換熱器示 意圖如下圖所示第二節(jié)1.填空:1. 板式換熱器按構(gòu)造可以劃分為可拆卸、全焊式和串焊式2. 可拆卸板式換熱器結(jié)構(gòu)由傳熱板片，密封墊片，壓緊裝置和定位裝置組成2. 簡答：1) .說明下列換熱器的型號(hào)人字形波紋板式損熱器，單片公稱換熱面積0.05m2,設(shè)備總的公稱換熱面積 2m,設(shè)計(jì)壓力8X105Pa,設(shè)計(jì)溫度120 C組裝形式2) .板式熱交換器：人字形波紋，單板公稱換熱面積為，設(shè)計(jì)壓力為，換