完整版換熱器計(jì)算思考題及參考答案

1、換熱器思考題1 .什么叫順流什么叫逆流P3 ?北出順流逆流交叉流郁群掰d湛/缶克流動(dòng)型式示意圖2 .熱交換器設(shè)計(jì)計(jì)算的主要內(nèi)容有那些P6 ?換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算包括以下四個(gè)方面的內(nèi)容：熱負(fù)荷計(jì)算、結(jié)構(gòu)計(jì)算、流動(dòng)阻力計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算.熱負(fù)荷計(jì)算：根據(jù)具體條件,如換熱器類(lèi)型、流體出口溫度、流體壓力降、流體物性、流體相變情況,計(jì)算出傳熱系數(shù)及所需換熱面積結(jié)構(gòu)計(jì)算：根據(jù)換熱器傳熱面積,計(jì)算熱交換器主要部件的尺寸,如對(duì)管殼式換熱器,確定其直徑、長(zhǎng)度、傳熱管的根數(shù)、殼體直徑,隔板數(shù)及位置等.流動(dòng)阻力計(jì)算：確定流體壓降是否在限定的范圍內(nèi),如果超出允許的數(shù)值,必須更改換熱器的某些尺寸或流體流速,目的為選擇泵或風(fēng)機(jī)提供

2、依據(jù).強(qiáng)度計(jì)算：確定換熱器各部件, 尤其是受壓部件如殼體的壓力大小,檢查其強(qiáng)度是否 在允許的范圍內(nèi).對(duì)高溫高壓換熱器更應(yīng)重視.盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)材料.3 .傳熱根本公式中各量的物理意義是什么P7 ?4 .流體在熱交換器內(nèi)流動(dòng),以平行流為例分析其溫度變化特征P9 ?5 .熱交換器中流體在有橫向混合、無(wú)橫向混合、一次錯(cuò)流時(shí)的簡(jiǎn)化表示P20 ?一次交叉流,兩種流體各自不混合一次交叉流,一種流體混合、另一種流體不混合一次交叉流,兩種流體均不混合6 .在換熱器熱計(jì)算中,平均溫差法和傳熱單元法各有什么特點(diǎn)P25、26 ?什么是溫度交叉,它有什么危害,如何預(yù)防P38、76 ?7 .管殼式換熱器的主要部件分

3、類(lèi)與代號(hào)P42 ?8 .管殼式換熱器中的折流板的作用是什么,折流板的間距過(guò)大或過(guò)小有什么不利之處P4950 ?換熱器安裝折流擋板是為了提升殼程對(duì)流傳熱系數(shù),為了獲得良好的效果,折流擋板的尺寸和間距必須適當(dāng). 對(duì)常用的圓缺形擋板, 弓形切口過(guò)大或過(guò)小, 都會(huì)產(chǎn)生流動(dòng)“死區(qū), 均不利于傳熱.一般弓形缺口高度與殼體內(nèi)徑之比為0.150.45 ,常采用0.20和0.25兩種.管外對(duì)流傳熱系數(shù)下降；0.21.0倍,我國(guó)系擋板的間距過(guò)大,就不能保證流體垂直流過(guò)管束, 使流速減小, 間距過(guò)小不便于檢修,流動(dòng)阻力也大.一般取擋板間距為殼體內(nèi)徑的150, 200,列標(biāo)準(zhǔn)中采用的擋板間距為：固定管板式有150,

4、300和600m*種；浮頭式有300, 480 和 600mmE種.9管殼式換熱器中管程與殼程中流體的速度有什么差異P292 ?管殼式換熱器中管程流體的速度大于殼程中流體的速度.10 .板式換熱器與管殼式換熱器的比較,板式換熱器有什么優(yōu)點(diǎn)P125127 ?1 傳熱系數(shù)高：由于平板式換熱器中板面有波紋或溝槽,可在低雷諾數(shù)Re=200左右下即到達(dá)湍流.而且板片厚度又小,故傳熱系數(shù)大.例如水對(duì)水的傳熱系數(shù)可達(dá) 15004700WZ m2. C.? 2結(jié)構(gòu)緊湊：一般板間距為46mm單位體積設(shè)備可提供的傳熱面為2501000m2Zm3列管式換熱器只有 40150 m2Zm3.平板式換熱器的金屬消耗量可減

5、少一半以上.? 3具有可拆結(jié)構(gòu)：可根據(jù)需要,用調(diào)節(jié)板片數(shù)目的方法增減傳熱面積.操作靈活性 大,檢修、清洗也都比較方便.? 平板式換熱器的主要缺點(diǎn)是允許的操作壓強(qiáng)和溫度都比較低.通常操作壓強(qiáng)低于 1.5Mpa,最高不超過(guò)2.0Mpa,壓強(qiáng)過(guò)高容易泄露.操作溫度受墊片材料的耐熱性限 制,一般不超過(guò) 250C.另外由于兩板的間距僅幾毫米,流通面積較小,流速又不 大,處理量較小.11 .板翅式換熱器的一次傳熱面、二次傳熱面、翅片效率、翅片壁面總效率P146、147150?板翅式換熱器的結(jié)構(gòu)形式很多,但是根本結(jié)構(gòu)元件相同, 即在兩塊平行的薄金屬板之間,參加波紋狀或其它形狀的金屬翅片,將兩側(cè)面封死,即成為

6、一個(gè)換熱根本元 件.將各根本元件進(jìn)行不同的疊積和適當(dāng)?shù)呐帕?并用釬焊固定,即可.? 板翅式換熱器的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)高度緊密、輕巧、單位體積設(shè)備所提供的傳熱面一般 能到達(dá)2500 m2Zm3,最高可達(dá)4300 m2Zm&通常用鋁合金制造,故重量輕,在相同 的傳熱面下,其重量約為列管式的十分之一.由于翅片促進(jìn)了流體的湍動(dòng)并破壞了 熱邊界層的開(kāi)展,故其傳熱系數(shù)較高；另外鋁合金不僅導(dǎo)熱系數(shù)高,而且在零度以 下操作時(shí),其延性和抗拉強(qiáng)度都很高,適用于低溫和超低溫的場(chǎng)合,故操作范圍廣,可在200 c至絕對(duì)零度范圍內(nèi)使用.同時(shí)因翅片對(duì)隔板有支撐作用,板翅式換熱器 允許操作壓強(qiáng)也比較高,可達(dá)5MPa? 這種

7、換熱器的缺點(diǎn)是設(shè)備流道很小,易堵塞,且清洗和檢修困難,故所處理的物料 應(yīng)較潔凈或預(yù)先凈制；另外由于隔板的翅片均由薄鋁板制稱(chēng)成,故要求介質(zhì)對(duì)鋁不 腐蝕.? 翅片作用：1、傳熱,有二次傳熱面之稱(chēng)；?2、強(qiáng)化單元結(jié)構(gòu).? 翅片形式主要有：平直翅片、波紋翅片、鋸齒翅片、多孔翅片、條片翅片、釘狀翅12 .比較干式殼管式蒸發(fā)器和滿液式殼管式蒸發(fā)器,各自的優(yōu)點(diǎn)是什么干式殼管式蒸發(fā)器：換熱管管程內(nèi)走制冷劑,管外殼程為走水,換熱形式為液 體和氣液混合物換熱.體積大,這限制了機(jī)組制冷制熱水平不能太大.干式蒸發(fā)器主要用于中小型機(jī)組w 1500KWo不能拆開(kāi)清洗,只能用化學(xué)腐蝕方法清洗.滿液式殼管式蒸發(fā)器：換熱管管程

8、內(nèi)走水,管外殼程為液態(tài)制冷劑,換熱形式 以液體和液體換熱為主.體積小.因此單個(gè)換熱器可以交換的熱量更多.在大型螺桿式和離心式機(jī)組中均采用滿液式單機(jī)容量可達(dá)4000KW.清洗只需將兩端水箱和橢圓封頭固定螺栓松開(kāi),即可方便進(jìn)行清洗.滿液式蒸發(fā)器具有更高的傳熱效率,大大縮小了傳熱溫差,使機(jī)組的效率提升了15%仝右,大幅度降低了運(yùn)行費(fèi)用.13 .翅片管換熱器中的翅片對(duì)傳熱與流體的影響有那些P160163 ? 翅片管換熱器是在管的外表加裝翅片制成,翅片與管外表的連接應(yīng)緊密無(wú)間,否那么 連接處的接觸熱阻很大,影響傳熱效果.常用的連接方法有熱套、鑲鉗、張力纏繞 和焊接等方法.此外,翅片管也可采用整體軋制、整

9、體鑄造或機(jī)械加工等方法制造.? 當(dāng)兩種流體的對(duì)流傳熱系數(shù)相差較大時(shí),在傳熱系數(shù)較小的一側(cè)加翅片可以強(qiáng)化傳 熱.例如用水蒸氣加熱空氣,該過(guò)程的主要熱阻是空氣側(cè)對(duì)流傳熱熱阻.在空氣側(cè) 加裝翅片,可以起到強(qiáng)化換熱器傳熱的效果.?14 .熱管換熱器的工作原理有什么優(yōu)點(diǎn)P178179 ? 熱管是60年代中期開(kāi)展起來(lái)堵塞一種新型傳熱元件.它是由一根抽除不凝性氣體 的密封金屬管內(nèi)充以一定量的某種工作液體而成.工作液體在熱端吸收熱量而沸騰汽化,產(chǎn)生的蒸汽流至冷端冷凝放出潛熱,冷凝液回至熱端,再次沸騰汽化.如此 反復(fù)循環(huán),熱量不斷從熱端傳至冷端.冷凝液的回流可以通過(guò)不同的方法如毛細(xì) 管作用、重力、離心力來(lái)實(shí)現(xiàn),

10、目前應(yīng)用最廣的方法是獎(jiǎng)具有毛細(xì)結(jié)構(gòu)的吸液芯 裝在管的內(nèi)壁,利用毛細(xì)管的作用是冷凝液由冷端回流至熱端.采用不同的工作液 體氨、水、汞等.熱管可以在很寬的溫度范圍內(nèi)使用.? 熱管的傳熱特點(diǎn)是熱管中的熱量傳遞通過(guò)沸騰汽化、蒸汽流動(dòng)和蒸汽冷凝三步進(jìn) 行,由于沸騰和冷凝的對(duì)流傳熱強(qiáng)度都很大,兩端管外表比管截面大很多,而蒸汽 流動(dòng)阻力損失又較小,因此熱管兩端溫差可以很小,即能在很小的溫差下傳遞很大 的熱流量.與熱管截面相同的金屬壁面的導(dǎo)熱水平比較,熱管的導(dǎo)熱水平可達(dá)最良 好的金屬導(dǎo)熱體的 103104倍.因此它特別適用于低溫差傳熱以及某些等溫性要求 較高的場(chǎng)合.? 熱管熱交換器優(yōu)點(diǎn)如下：? 1、傳熱效率高

11、,特別對(duì)氣-氣換熱時(shí),由于冷熱兩側(cè)流體都可以在管外流動(dòng),兩側(cè) 可加翅片,強(qiáng)化傳熱.? 2、壓力損失小? 3、結(jié)構(gòu)緊湊? 4維護(hù)費(fèi)用少?15 .熱管換熱器中的工質(zhì)回流方式有那些P180181 ?熱管工質(zhì)的工作循環(huán)的四個(gè)工作過(guò)程：1、液體的蒸發(fā)；2、蒸汽的流動(dòng)；3、蒸汽的凝結(jié)；4、凝結(jié)液的回流.按液體回流物理力,熱管可分為如下三種類(lèi)型? 1、吸液芯熱管：主要由毛細(xì)抽吸力 外表張力回流工作液.主要用于宇航中.? 2、兩相閉式熱虹吸管或重力吸管：依靠重力回流工作液.? 3、旋轉(zhuǎn)吸管：依靠離心力回流工作液.蒸發(fā)式冷凝器? 蒸發(fā)式冷凝器的換熱主要是靠冷卻水在空氣中蒸發(fā)吸收氣化潛熱而進(jìn)行的.按空氣 流動(dòng)方式

12、可分為吸入式和壓送式.? 蒸發(fā)式冷凝器工作時(shí),制冷劑蒸汽從上部進(jìn)入蛇形管組,在管內(nèi)凝結(jié)放熱并從下部 出液管流入貯液器.而冷卻水由循環(huán)水泵送到噴水器,從蛇形盤(pán)管組的正上方向盤(pán) 管組的外表噴淋,通過(guò)管壁吸收管內(nèi)冷凝熱量而蒸發(fā).設(shè)在箱體側(cè)面或頂部的風(fēng)機(jī) 強(qiáng)迫空氣自下而上掠過(guò)盤(pán)管,促進(jìn)水的蒸發(fā)并帶走蒸發(fā)的水分.16 .冷水塔的工作原理P214216 ?17 .舉例說(shuō)明如何強(qiáng)化換熱器的換熱效率.18 .舉例說(shuō)明制冷空調(diào)產(chǎn)品上強(qiáng)化傳熱采取的舉措?19 .強(qiáng)化傳熱系數(shù)的原那么是什么20 .什么是有源強(qiáng)化換熱主動(dòng)式強(qiáng)化換熱和無(wú)源強(qiáng)化換熱被動(dòng)式強(qiáng)化換熱?21 .怎樣使用試驗(yàn)數(shù)據(jù),用威爾遜圖解法求解傳熱過(guò)程分熱阻

13、換熱器計(jì)算思考題及參考答案1、對(duì)于qm1C1>qm：c2, qm1C1<qm2C2,和qm1C1=qmC2三種情況,畫(huà)出順流與逆流時(shí),冷、熱流 體溫度沿流動(dòng)方向的變化曲線,注意曲線的凹向和qmc的相對(duì)大小.解：逆流時(shí):順流時(shí):qmici> qm2C2qmiCi<qm2C2qmiCi=qmC2qmici >qm2C2qmici<qm2c2qmici =qm2c22、對(duì)殼管式換熱器來(lái)說(shuō),兩種流體在以下情況下,何種走管內(nèi),何種走管外i清潔與不清潔的；2腐蝕性大與小的；3溫度高與低的；4壓力大與小的；5流 量大與小的；6粘度大與小的.答：i不清潔流體應(yīng)在管內(nèi),由于殼

14、側(cè)清洗比較困難,而管內(nèi)可定期折開(kāi)端蓋清洗； 2腐蝕性大的流體走管內(nèi),由于更換管束的代價(jià)比更換殼體要低,且如將腐蝕性強(qiáng)的流體 置于殼側(cè),被腐蝕的不僅是殼體,還有管子；3溫度低的流體置于殼側(cè),這樣可以減小換熱器散熱損失；4壓力大的流體置于管內(nèi),由于管側(cè)耐壓高,且低壓流體置于殼側(cè)時(shí)有利 于減小阻力損；5流量大的流體放在管外,橫向沖刷管束可使外表傳熱系數(shù)增加；6粘度大的流體放在管外,可使管外側(cè)外表傳熱系數(shù)增加.3、為強(qiáng)化一臺(tái)冷油器的傳熱,有人用提升冷卻水流速的方法,但發(fā)現(xiàn)效果并不顯著c試分析原因.答：冷油器中由于油的粘度較大,對(duì)流換熱外表傳熱系數(shù)較小,占整個(gè)傳熱過(guò)程中熱 阻的主要局部,而冷卻水的對(duì)流換

15、熱熱阻較小,不占主導(dǎo)地位,因而用提升水速的方法,只 能減小不占主導(dǎo)地位的水側(cè)熱阻,故效果不顯著.4、有一臺(tái)鋼管換熱器,熱水在管內(nèi)流動(dòng),空氣在管束間作屢次折流橫向沖刷管束以冷 卻管內(nèi)熱水.有人提出,為提升冷卻效果,采用管外加裝肋片并將鋼管換成銅管.請(qǐng)你評(píng)價(jià)這一方案的合理性.答：該換熱器管內(nèi)為水的對(duì)流換熱,管外為空氣的對(duì)流換熱,主要熱阻在管外空氣側(cè), 因而在管外加裝肋片可強(qiáng)化傳熱.注意到鋼的導(dǎo)熱系數(shù)雖然小于銅的,但該換熱器中管壁導(dǎo)熱熱阻不是傳熱過(guò)程的主要熱阻,因而無(wú)需將鋼管換成銅管.4、為了簡(jiǎn)化工程計(jì)算,將實(shí)際的復(fù)合換熱突出一個(gè)主要矛盾來(lái)反映,將其次要因素加 以適當(dāng)考慮或忽略掉,試簡(jiǎn)述多孔建筑材料

16、導(dǎo)熱、房屋外墻內(nèi)外表的總換熱系數(shù)、鍋爐爐膛高溫?zé)煔馀c水冷壁之間的換熱等三種具體情況的主次矛盾.答：通過(guò)多孔建筑物材料的導(dǎo)熱 ,孔隙內(nèi)雖有對(duì)流和輻射,但導(dǎo)熱是主要的,所以熱量傳 遞按導(dǎo)熱過(guò)程進(jìn)行計(jì)算,孔隙中的對(duì)流和輻射的因素在導(dǎo)熱系數(shù)中加以考慮.房屋外墻內(nèi) 外表的總換熱系數(shù)是考慮了對(duì)流和輻射兩因素的復(fù)合,兩者所起彳用相當(dāng),因?qū)α鲹Q熱計(jì)算簡(jiǎn)便,將輻射的因素折算在對(duì)流換熱系數(shù)中較方便些.鍋爐爐膛高溫?zé)煔馀c水冷壁之間的換 熱,由于火焰溫度高達(dá)1000 c以上,輻射換熱量很大,而爐膛煙氣流速很小,對(duì)流換熱相對(duì)較小, 所以一般忽略對(duì)流換熱局部,而把火焰與水冷壁之間的換熱按輻射換熱計(jì)算.5、試述平均溫差法L

17、MTD法和效能一傳熱單元數(shù)法-NTU法在換熱器傳熱計(jì)算中各 自的特點(diǎn)答：LMTD法和,NTU法都可用于換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算.這兩種方法的設(shè)計(jì)計(jì)算繁簡(jiǎn)程度差不多. 但采用LMTD法可以從求出的溫差修正系數(shù)Mt的大小看出所選用的流動(dòng)形式接近逆流程度,有助于流動(dòng)形式的選擇,這是&NTU法所做不到的.對(duì)于校核計(jì)算 ,兩法都要試算傳熱系數(shù),但是由于LMTD法需反復(fù)進(jìn)行對(duì)數(shù)計(jì)算故較&NTU法稍嫌麻煩些,校核計(jì)算時(shí)如果傳熱系數(shù) 那么&NTU法可直接求得結(jié)果,要比LMTD法簡(jiǎn)便得多.6、熱水在兩根相同的管內(nèi)以相同流速流動(dòng),管外分別采用空氣和水進(jìn)行冷卻.經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,兩管內(nèi)產(chǎn)生相

18、同厚度的水垢. 試問(wèn)水垢的產(chǎn)生對(duì)采用空冷還是水冷的管道的傳熱 系數(shù)影響較大為什么答：采用水冷時(shí),管道內(nèi)外均為換熱較強(qiáng)的水,兩側(cè)流體的換熱熱阻較小,因而水垢的產(chǎn)生在總熱阻中所占的比例較大.而空氣冷卻時(shí),氣側(cè)熱阻較大,這時(shí),水垢的產(chǎn)生對(duì)總熱阻影響不大.故水垢產(chǎn)生對(duì)采用水冷的管道的傳熱系數(shù)影響較大.緒論：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& 金屬耗量大一3 .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(guò)少時(shí),冷卻器下部不能被潤(rùn)濕 .4 .在沉浸式換熱器、噴淋式換熱器和套管式換

19、熱器中,套管式換熱器中適用于高溫高壓流體 I5 .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(lái)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(lái)說(shuō),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.第一章2.簡(jiǎn)答或名詞解釋?zhuān)? .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,qWh ththWc tctc我們將q/qmax定義為換熱器的效能,并用 表示,即qmaxWmin thtcWmin thtc換熱器效能公式中的 KA依賴(lài)于換熱器的設(shè)計(jì),Wmin那么依賴(lài)于換熱器

20、的運(yùn)行條件,因此,KA/W min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(wú)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1對(duì)于設(shè)計(jì)性熱計(jì)算,采用平均溫差法可以通過(guò)里的大小判定所擬定的流動(dòng)方式與逆流之間的差距,有利于流動(dòng)方式的選擇；2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是數(shù)值或可套用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí),采用傳熱單元書(shū)法更加方便；3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(guò)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(méi)有平均溫差法敏 感,這是該方法的優(yōu)勢(shì).2

21、.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1.9KJ/kg?C和4.18KJ/kg ?C換熱器的總傳熱系數(shù)為320W/m2 ?C ,求水的出口溫度解：Wi=2.85X1900=5415W/ CW2=0.667X4180=2788W/ C因此冷水為最小熱容值流體RcWminWmax278854150.525單元數(shù)為NTUKFWmin320 15.827881.8效能數(shù)為t2 t2t1t2NTU1 eWc tctcWminthtctc tcthtc(8

22、0 20)C 0.75 (100 20) C因此根據(jù)效能數(shù)和單元數(shù)的關(guān)系NTUe1 exp NTU(1 Rc)0 741 Rc exp NTU (1 RJ0.74 所以 i = 0.74x(110-35)35 = 90.53、一換熱器用100c的水蒸汽將一定流量的油從 20c力口熱至ij 80 Co現(xiàn)將油的流 量增大一倍,其它條件不變,問(wèn)油的出口溫度變?yōu)槎嗌俳猓焊鶕?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可得：e NTU 0.25 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(lái)的0.5倍,e NTU0.250.50.5tc tc(tc 20) C n .0.5th tc

23、 (100 20) Cc因此可得解得tc 60 Cc4.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30Co假設(shè)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)槎嗌倏倱Q熱量提升多少倍解：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(lái)的5 倍,相比較水蒸氣換熱為相變換熱的流體,水為熱容值小的流體,因此Wc tctctctc(3010) C022Wmin -tcthtc(10010) C.因此根據(jù)效能數(shù)和單元數(shù)的關(guān)系1 e NTU 可得：e NTU 0.78現(xiàn)將傳熱面積增大為原來(lái)的5倍,單元數(shù)增大為原來(lái)的5倍,由于e NTU

24、0.785 0.29效能數(shù)為上工 (tc 10)C 1 0.29th tc(100 10)Cc水的出口溫度為tc 73.9 C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):73.9 10C30 10C3.195第二章1.填空:1 .根據(jù)管殼式換熱器類(lèi)型和標(biāo)準(zhǔn)按其結(jié)構(gòu)的不同一般可分為：固定管板式換熱圈、U型管式換熱器、浮頭式換熱器、和埴料函式換熱器等.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3相對(duì)于各種類(lèi)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(lèi)型的管殼式換熱器,填料函式換熱器不適用于易揮發(fā)

25、、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 達(dá)、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、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 .為了提升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 向隔板和折流板.10折流板的安裝和固定通過(guò)拉桿和定距管11 .殼程換熱公式Jo=jHjcjljbjsjr,其

26、中jb表示管束旁通影響的校正因子,jl表示折流 板泄漏影響的校正因子.jc表示折流板缺口的校正因子12 .管.式換熱器理想壽程管束阻力包括理想錯(cuò)流段阻力P和理想缺口段阻力Pwk.13 .管壽式換熱器的實(shí)際阻力要考慮考慮折流板泄漏造成的影響Rl、旁路所造成的影響Rb,和進(jìn)出口段折流板間距不同對(duì)阻力影響 Rs14 .在廷克流動(dòng)模型中ABCDE5股流體中,真正橫向流過(guò)管束的流路為 B股流體,D股流體折流板與壽體內(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 .假設(shè)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

27、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下即可到達(dá)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)提升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)19 .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2 .名詞解釋?zhuān)海?） .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 Di大小為浮頭式：DlDi20b2b3固定板

28、或U型管式DlDi2b33 .簡(jiǎn)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(guò)管束的流路,它是對(duì)傳熱和阻力影響最大的一項(xiàng).3流品& 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,

29、由于安置分程隔板, 而使殼程形成了不為管子所占據(jù)的通道,假設(shè)用來(lái)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),假設(shè)在旁通走廊中設(shè)置一定 量的擋管,可以得到一定的改善.說(shuō)明以下?lián)Q熱器的型號(hào) 1)BEM600-2.0/1.5-250-5/19-4 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(chēng)直徑600mm管程壓力為2.0Mpa,殼程壓力為1.5Mpa,公稱(chēng)換熱面積250n2,管長(zhǎng)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 %單殼程,后端管箱為封頭管箱,公稱(chēng)直徑8

30、00mm管 程壓力為2.0Mpa,殼程壓力為1.0Mpa,公稱(chēng)換熱而積 254n2,管長(zhǎng)為6m,管外徑為19mm 4管程,銅管.BEM 8002.02541.019Cu 43)BIU500-4.0/1.6-75-6/19-2 I : U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(chēng)直徑500mm,管程壓力為4.0Mpa, 殼程壓力為1.6Mpa,公稱(chēng)換熱面積75m2,管長(zhǎng)為6m,管外徑為19mm, 2管程I 級(jí)管束,較高級(jí)冷拔鋼管.6,4) AES500 1.6 54 4 :平蓋管箱,公稱(chēng)直徑500mm,管程和殼程的 25設(shè)計(jì)壓力均為1.6MPa,公稱(chēng)換熱面積為 5

31、4m2,碳素鋼較高級(jí)冷拔換熱管外徑25mm,管長(zhǎng)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.找出以下列圖中,換熱器的名稱(chēng)及各零部件名稱(chēng)和及作用1 .折流板-使殼程流體折返流動(dòng),提升傳熱系數(shù).支撐管束,預(yù)防彎曲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-提升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 .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1.U形管-使流體通過(guò)及換熱2 .縱向隔板-提升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

32、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(shuō)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管路連接；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(lái)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),提升傳熱系數(shù).支撐管束,預(yù)防彎曲第三章第一節(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700m2/m3,為緊湊式換熱器2 .通常采用二次外表來(lái)增加傳熱外表積,或把管狀的換熱器改為板狀外表,3 .螺旋板式熱交換器的構(gòu)造包括螺旋型傳熱板、隔板、頭蓋和連接管4 .螺旋板式換熱器的螺

33、旋板一側(cè)外表上有定距柱,它的作用主耍是保持流道的間距、增強(qiáng)湍流、和增加螺旋板剛度.5 .在m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)到中央,然 后再轉(zhuǎn)到另一周邊流出.另一側(cè)流體只作軸向流動(dòng),適用于有相變流體換熱6 .簡(jiǎn)答1說(shuō)明以下?lián)Q熱器的型號(hào)1.014BLC1.6 80 - G ：換熱面積為80m2,碳鋼不可拆螺旋板式換熱器,1600 18其兩螺旋通道的舉例分別為14mm和18mm,螺旋板的板的板寬為1000mm,公稱(chēng)壓力為1.6MPa公稱(chēng)直徑為1600mm.貫穿型 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)由傳熱板板,密封墊片,壓緊裝置和定位裝置組成S1 m2.2.簡(jiǎn)答:BRO 05 21201x201) .說(shuō)明以下?lián)Q熱器的型號(hào)：人字形波紋板式損熱器,單片公稱(chēng)換熱面積1 200.05m2,設(shè)備總的公稱(chēng)換熱面積2m2,設(shè)計(jì)壓力8 x 105Pa,設(shè)計(jì)1% 120 C組裝形 式2) .BR0.3-1.6-20-F- ?:板式熱交換器：人字形波紋,單板公稱(chēng)換熱面積為0.3m2,設(shè)計(jì)壓力為1.6MPa,換熱面積為20n2,氟橡膠墊片密封的雙支撐框架結(jié) 構(gòu)的板式熱交換器.3) BP1.0 - 1.0 - 1002-