化工原理-第六章-傳熱

1、第六章傳熱一、填空題1 .按冷熱流體的接觸狀況，傳熱過程啟.、02 .傳熱按機理分為、。3 .導(dǎo)熱系數(shù)的物理意義是,它的單位是。4 .各種物體的導(dǎo)熱系數(shù)大小順序為。5 .對流傳熱速率方程的表達(dá)式為,其中溫度差代表06 .對流給熱系數(shù)的主要影響因素有(1)(2)(3)(4)(5)7 .無相變時流體在圓形直管中作強制湍流傳熱，在a=0.023人/diRe0.8Prn公式中，n是為校正的影響。當(dāng)流體被加熱時，n取,被冷卻時n取。8 .努塞爾特準(zhǔn)數(shù)Nu表示的準(zhǔn)數(shù)，其表達(dá)式為,普蘭特準(zhǔn)數(shù)Pr表示的準(zhǔn)數(shù)，其表達(dá)式為09 .水在管內(nèi)作湍流流動，若使流速提高到原來的2倍，則其對流傳熱系數(shù)約為原來的倍；管徑改為

2、原來的1/2而流量相同，則其對流傳熱系數(shù)約為原來的倍。(設(shè)條件改變后仍在湍流范圍)10 .在無相變的對流傳熱過程中，熱阻主要集中在,減少熱阻的最有效措施是。11 .在大容積沸騰時液體沸騰曲線包括、和三個階段。實際操作應(yīng)控制在。在這一階段內(nèi)，傳熱系數(shù)隨著溫度差的增加而012 .蒸汽冷凝有和兩種方式。二、選擇題1 .對于三層圓筒壁的定態(tài)熱傳導(dǎo)，若Qi、Q、Q為從內(nèi)向外各層的導(dǎo)熱量，則它們之間的關(guān)系為。A.Q1=Q=QB.Q3>Q>QC.Qi>Q>QD.Q1、Q、Q之間無法比較2 .雙層平壁定態(tài)熱傳導(dǎo)，兩層壁厚面積均相等，各層的導(dǎo)熱系數(shù)分別為2,其對應(yīng)的溫度差為ti和t2,若

3、ti>t2,則1和2的關(guān)系為。A1<2B1>2C1=2D無法確定3 .沸騰傳熱過程中，增大過熱度，具沸騰對流傳熱系數(shù)。A.增大B.減小C.不變D.可能增大，也可能減小4 .溫度相差100c的兩灰體間進行輻射傳熱，現(xiàn)因某種原因，兩者的溫度各下降了10C,則此時的輻射傳熱量與原來的相比將。A.不變B.變大C.變小D.不確定5 .在200600c在時，氧化銅的黑度大于氧化鋁的，則氧化鋁的發(fā)射能力氧化銅的發(fā)射能力。（A）大于（B）等號（C）小于（D）不確定三、簡答題1 .若熱流體走管內(nèi)，冷流體走管外，兩流體通過間壁的傳熱包括那幾個過程?2 .圓筒壁的定態(tài)熱傳導(dǎo)與平壁的定態(tài)熱傳導(dǎo)有何區(qū)

4、別？3 .試說明流體有相變化時的對流傳熱系數(shù)大于無相變時的對流傳熱系數(shù)的理由四、計算題1 .平壁爐的爐壁由三種材料所組成，內(nèi)層是耐火磚，11.07W/m.C,b1200mm;中間是絕緣磚，20.14W/m.C,b2100mm;最外層是鋼板，345W/m.C,b36mm。若耐火磚層內(nèi)表面溫度t11150C,鋼板外表面溫度t430C0求（1）導(dǎo)熱的熱通量q。（2）實驗測得熱損失為300W/rm,試分析原因并計算附加熱阻R附。精選2 .在外徑為140mm勺蒸氣管道外包扎保溫材料，以減少熱損失。蒸氣管外壁溫度為390C,保溫層外表面溫度不大于40c。保溫材料的人與t的關(guān)系為X=0.1+0.0002t(

5、t的單位為C,人的單位為W/(mC)。若要求每米管長的熱損失Q/L不大于450W/m試求保溫層的厚度以及保溫層中溫度分布。3 .某蒸汽在套管換熱器中冷凝，內(nèi)管為25X2.5mm鋼管，管長2m蒸汽走管外，冷卻水走管內(nèi)，流速為1m/s，進口溫度為20，出口溫度為50。求管壁對水的對流給熱系數(shù)。若將管內(nèi)徑縮小1/2,且設(shè)流速及其它條件都不變，此時對流給熱系數(shù)有何變化？4 .溫度為10、壓力為101.3kkPa的空氣以0.215kg/s在列管換熱器官間沿管長方向流動，空氣出口溫度為30c.列管換熱器的外殼內(nèi)徑為190mm其中裝有37根57X3.5mm的鋼管，鋼管長度為2m試求鋼管外表面對空氣的對流給熱

6、系數(shù)練習(xí)題練習(xí)答案一、填空題1 .直接接觸式傳熱、間壁式傳熱、蓄熱式傳熱2 .傳導(dǎo)、對流、輻射3 .單位溫度梯度下的熱傳導(dǎo)通量，W/(m.C)4 .金屬人>非金屬固體入>液體入>氣體入5 .QAt,流體與壁面(或反之)問溫度差的平均值6 .流體的種類和相變化的情況，流體的性質(zhì)，流體流動的狀態(tài)，流體流動的原因，穿熱面的形狀、分布和大小7 .熱流方向0.40.3，一一l一，一Cc8 .對流給熱系數(shù)Nu物性影響Pr9 .1.743.4810 .層流內(nèi)層(或熱邊界層內(nèi))提高流體湍動程度11 .自然對流核狀沸騰膜狀沸騰核狀沸騰增加12 .膜狀冷凝滴狀冷凝二、選擇題1 .A2、A3、D4

7、、C5、C三、簡答題2 .答：包括以下三個過程：(1)熱流體以對流傳熱方式將熱量傳給管內(nèi)壁(2)熱量由內(nèi)壁面以熱傳導(dǎo)方式傳給外壁面(3)熱量由外壁面以對流傳熱的方式傳給冷流體3 .圓筒壁熱傳導(dǎo)與平壁熱傳導(dǎo)的區(qū)別是圓筒壁的傳熱面積不是常量，是隨半徑而變的，且溫度也是沿半徑方向變化的。4 .相變熱大于顯熱，沸騰時氣泡攪動，蒸汽冷凝時液膜很薄精選四、計算題1.解：1）QqA由三層平壁的定態(tài)熱傳導(dǎo)公式求qt1t411503011200.20.10.0060.1870.7140.0001331.070.1445112021242W/m20.901計算結(jié)果：q300W/m2,分析原因是：說明平壁層間接觸不

8、良，有空氣層存在，產(chǎn)生了附加熱阻即qb1b2b3R寸300代入數(shù)據(jù)得：1120q=3000.901R附解出Rb=112020-1-0.901=2.83mCW3002.解：此題為圓筒壁熱傳導(dǎo)問題，已知：2=0.07m13=40C先求保溫層在平均溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)，即0.10.0002390400.143W/（m.C）2t2=390C（1）保溫層溫度將式（4-15）改寫為32t2t3in-2Q/L20.14339040Inr3In0.074503=0.141m故保溫層厚度為b=32=0.1410.07=0.071m=71mm（2）保溫層中溫度分布設(shè)保溫層半徑r處的溫度為t,代入式（4-15）可得20

9、.143390t450In-0.07解上式并整理得t=501lnr9423.解：求 定性溫度*2025035c,查出水在35c下的物性。3994Kg/mCP4.174KJ/KgC,0.722510=10m/s(0.192-37 0.0192)PaS,0.626W/mC Re,Pr,匕，特征尺寸di252.5220mm0.02mdiRedu0.02 1 99430.7225 10_42.75 10 >10000Cp0.7225104.174103Prp4.820.626Ldi20.02100>60,且水被加熱，取 n=0.40.80.40.62640.80.4i0.023RePr0.023-2.75104.82di0.02204806W/m2C管內(nèi)徑減少1/2,其它條件不變，則di'5引起Re變化及一值變2di化。diURe27500Re-1376010000湍流。222_-LLPr不變，200>60,求i公式仍適用，此時用i（或）did,2'0.2此時，焉，即2°.2,得20.21.149dd4.定性溫度tm1030220C,查出空氣在20C下的物性：qm/_ 22(D2 nd2)/4Redeu0.0255 10 1.20518.1 10 6441.70 10 >1031.205kg/m,cP1.005kJ/kgC,18