化工原理習題集第四章

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上化工原理習題集卡片題型填空難度易章節(jié)第四章第一節(jié)頁碼上冊P157、158知識點一般分值3試題：傳熱的基本方式有 、 和 三種。答案與評分標準熱傳導 熱對流 熱輻射 （每個空1分，共3分）化工原理習題集卡片題型填空難度中章節(jié)第四章第二節(jié)頁碼上冊P161知識點次重點分值3試題： 導熱系數(shù)的物理意義是 ，它的單位是 。答案與評分標準單位溫度梯度下的熱傳導通量（2分），W/(m)(1分)（共3分）化工原理習題集卡片題型填空難度易章節(jié)第四章第二節(jié)頁碼上冊P161知識點次重點分值2試題： 各種物體的導熱系數(shù)大小順序為 。答案與評分標準金屬非金屬固體液體氣體。（2分）化工原理習題集

2、卡片題型填空難度中章節(jié)第四章第三節(jié)頁碼上冊P167知識點次重點分值2試題： 在湍流傳熱時，熱阻主要集中在 ，因此，減薄該層的厚度是強化 的重要途徑。答案與評分標準滯流內(nèi)層 對流傳熱（每個空1分，共2分）化工原理習題集卡片題型填空難度中章節(jié)第四章第三節(jié)頁碼上冊P168知識點次重點分值3試題：對流傳熱速率方程的表達式為 ，其中溫度差代表 。答案與評分標準 (1分)， 流體與壁面（或反之）間溫度差的平均值（2分） （共3分）化工原理習題集卡片題型填空難度中章節(jié)第四章第四節(jié)頁碼上冊P175知識點重點分值4 試題：在間壁式換熱器中，間壁兩邊流體都變溫時，兩流體的流動方向有 、 、 和 四種。答案與評分標

3、準并流 逆流 錯流 折流（每個空1分，共4分）化工原理習題集卡片題型填空難度中章節(jié)第四章第五節(jié)頁碼上冊P183知識點次重點分值5試題：對流傳熱系數(shù)的主要影響因素有（1） （2） （3） （4） （5） 。答案與評分標準：1、流體的種類和相變化的情況2、流體的性質(zhì)3、流體流動的狀態(tài)4、流體流動的原因5、穿熱面的形狀、分布和大?。總€空1分，共5分）化工原理習題集卡片題型填空難度中章節(jié)第四章第五節(jié)頁碼上冊P185知識點重點分值3試題：無相變時流體在圓形直管中作強制湍流傳熱，在=0.023/diRe0.8Prn 公式中，n是為校正 的影響。當流體被加熱時，n取 ，被冷卻時n取 。答案與評分標準熱流方

4、向 0.4 0.3（每個空1分，共3分）化工原理習題集卡片題型填空難度較難章節(jié)第四章第四節(jié)頁碼上冊P173知識點重點分值2試題：某化工廠，用河水在一間壁式換熱器內(nèi)冷凝有機蒸汽，經(jīng)過一段時間運行后，發(fā)現(xiàn)換熱器的傳熱效果明顯下降，分析主要原因是 。答案與評分標準傳熱壁面上形成污垢，產(chǎn)生附加熱阻，使K值下降。（2分）化工原理習題集卡片題型填空難度中章節(jié)第四章第四節(jié)頁碼上冊P174知識點重點分值1試題：當管壁及污垢熱阻可忽略時，薄管壁求K公式可簡化為：此時若，則有 。答案與評分標準（1分）化工原理習題集卡片題型填空難度中章節(jié)第四章第五節(jié)頁碼上冊P184知識點重點分值4試題：努塞爾特準數(shù)Nu表示 的準數(shù)

5、，其表達式為 ，普蘭特準數(shù)Pr表示 的準數(shù)，其表達式為 。答案與評分標準對流傳熱系數(shù) 物性影響 （每個空1分，共4分）化工原理習題集卡片題型填空難度易章節(jié)第四章第五節(jié)頁碼上冊P192知識點一般分值2試題：蒸汽冷凝有 和 兩種方式。答案與評分標準膜狀冷凝 滴狀冷凝（每個空1分，共2分）化工原理習題集卡片題型填空難度中章節(jié)第四章第四節(jié)頁碼上冊P173知識點重點分值4試題：總傳熱系數(shù)的倒數(shù)代表 ，提高值的關鍵是 。答案與評分標準間壁兩側(cè)流體間傳熱的總熱阻設法減小起決定作用的分熱阻（每個空2分，共4分）化工原理習題集卡片題型填空難度較難章節(jié)第四章第4、7節(jié)頁碼上冊P174212知識點重點分值2試題：在

6、臥式管殼式換熱器中，用飽和水蒸氣加熱原油，則原油宜走 程，而總傳熱系數(shù)K接近于 的對流傳熱系數(shù)。答案與評分標準管 原油（每個空1分，共2分）化工原理習題集卡片題型填空難度易章節(jié)第四章第七節(jié)頁碼上冊P205知識點一般分值4試題：在管殼式換熱器中，當兩流體的溫差超過 時就應該采取熱補償措施。其基本形式有 、 和 。答案與評分標準50 帶補償圈的固定管極式 U型管式 浮頭式（每個空1分，共4分）化工原理習題集卡片題型填空難度易章節(jié)第四章第七節(jié)頁碼上冊P204207208知識點一般分值4試題：寫出四種間壁式換熱器的名稱 、 、 及 。答案與評分標準套管式、管殼式、平板式、翅片管式（每個空1分，共4分）

7、化工原理習題集卡片題型選擇難度中章節(jié)第四章第七節(jié)頁碼上冊P204205208知識點一般分值1試題：兩流體可作嚴格逆流的換熱器是( )A 板翅式換熱器 B U型管式列管換熱器C 浮頭式列管換熱器 D 套管式換熱器答案與評分標準D(1分)化工原理習題集卡片題型選擇難度中章節(jié)第四章第四節(jié)頁碼上冊P174知識點重點分值1試題：管壁及污垢熱阻可略,對薄管壁來說,當兩流體對流體熱系數(shù)相差懸殊時(如),為有效提高K值，關鍵在于（ ）A 提高 B 提高 C 減小垢層熱阻 D 提高管內(nèi)流體流量答案與評分標準B(1分)化工原理習題集卡片題型選擇難度中章節(jié)第四章第2節(jié)頁碼上冊P163知識點次重點分值2試題：雙層平壁

8、定態(tài)熱傳導，兩層壁厚面積均相等，各層的導熱系數(shù)分別為和，其對應的溫度差為和，若>，則和的關系為（ ）A < B > C = D 無法確定答案與評分標準A(2分)化工原理習題集卡片題型選擇難度中章節(jié)第四章第二節(jié)頁碼上冊P161知識點次重點分值1試題：空氣、水、鐵的導熱系數(shù)分別是1、2和3，其大小順序是（ ）A 1>2>3 B 1<2<3 C 2>3>1 D 2<3<1答案與評分標準B(1分)化工原理習題集卡片題型選擇難度較難章節(jié)第四章第三節(jié)頁碼上冊P168知識點重點分值2試題：對流體熱速率=系數(shù)×推動力，其中推動力是（

9、）A 兩流體的溫度差 B 流體與壁面（或反之）間的溫度差C 同一流體的溫度差 D 流體的速度差答案與評分標準B(1分)化工原理習題集卡片題型選擇難度中章節(jié)第四章第五節(jié)頁碼上冊P184知識點重點分值1試題：計算液體無相變時在圓直管內(nèi)對流傳熱系數(shù)，若可采用公式,式中指數(shù)為（ ）A 0.4 B 0.3C 被加熱時為0.4，被冷卻時為0.3 D 被加熱時為0.3，被冷卻時0.4 答案與評分標準C(1分)化工原理習題集卡片題型選擇難度較難章節(jié)第四章第五節(jié)頁碼上冊P184知識點重點分值2試題：水在無相變時在原址觀眾強制湍流，對流傳熱系數(shù)為1000W/（m2.）若將水的流量增加1倍，而其他條件不變，則為（

10、）A 2000 B 1741 C 不變 D 500答案與評分標準B (2分)化工原理習題集卡片題型選擇難度難章節(jié)第四章第四節(jié)頁碼上冊P175/176知識點重點 分值2試題：對間壁兩側(cè)流體一側(cè)恒溫,另一側(cè)變溫的傳熱過程,逆流和并流時大小為( )A > B< C= D 無法確定答案與評分標準C(2分)化工原理習題集卡片題型判斷難度中章節(jié)第四章第二節(jié)頁碼上冊P161知識點次重點分值1試題：保溫材料應采用導熱系數(shù)小的材料制作( )答案與評分標準(對) (1分)化工原理習題集卡片題型判斷難度較難章節(jié)第四章第一節(jié)頁碼上冊P158知識點重點分值1試題：管殼式換熱器的傳熱面積既是管子截面積,可按照

11、來計算( )答案與評分標準(錯)(1分)化工原理習題集卡片題型判斷難度中章節(jié)第四章第三節(jié)頁碼上冊P167知識點次重點分值1試題：在對流傳熱時，熱阻主要集中在緩沖層（ ）答案與評分標準（錯）（1分）化工原理習題集卡片題型判斷難度中章節(jié)第四章第五節(jié)頁碼上冊P184知識點重點分值2試題：努塞爾特準數(shù)的表達式為（ ），普蘭特準數(shù)的表達式為 （ ）答案與評分標準（錯）（對）（每個1分，共2分）化工原理習題集卡片題型判斷難度中章節(jié)第四章第二、三、四節(jié)頁碼上冊P161169171知識點重點分值1試題：導熱系數(shù)，對流傳熱系數(shù)及總傳熱系數(shù)K都是表征物質(zhì)性能的參數(shù)（）答案與評分標準（錯）（1分）化工原理習題集卡片

12、題型判斷難度中章節(jié)第四章第四節(jié)頁碼上冊P174知識點重點分值1試題：對于符合情況來說,若時,要提高K值時則主要用提高的值（ ）答案與評分標準（對）（1分）化工原理習題集卡片題型判斷難度中章節(jié)第四章第二節(jié)頁碼上冊P161知識點次重點分值1試題：換熱器應采用導熱系數(shù)大的材料來制造（ ）答案與評分標準（對）（1分）化工原理習題集卡片題型判斷難度中章節(jié)第四章第七節(jié)頁碼上冊P212知識點一般分值2試題：管殼式換熱器設計時，腐蝕性的流體宜走管程（ ），而飽和水蒸氣冷凝時宜走殼程（ ）答案與評分標準（對）（對）（每個1分，共2分）化工原理習題集卡片題型簡答難度中章節(jié)第四章第一三節(jié)頁碼上冊P157/167知識

13、點重點分值6試題：何謂熱對流？它又可分為哪兩類？何謂對流傳熱？答案與評分標準答：熱對流是指流體中質(zhì)點發(fā)生相對位移而引起的熱量傳遞。（2分），它又可分為強制對流和自然對流兩類（1分）。通常，對流傳熱是指流體與固體壁面間的傳熱過程，它是熱對流和熱傳導的結(jié)合（3分）（共6分）化工原理習題集卡片題型簡答難度中章節(jié)第四章第一節(jié)頁碼上冊P158知識點次重點分值4試題：管殼式換熱器主要由那些部件所構(gòu)成？它的傳熱面積如何計算？答案與評分標準答：管殼式換熱器主要由殼體、管束、管板、擋板和封頭等部件構(gòu)成。（3分）傳熱面積 m2 (1分)（共4分）化工原理習題集卡片題型簡答難度易章節(jié)第四章第一節(jié)頁碼上冊P159知識

14、點一般分值4試題：何謂定態(tài)傳熱？有什么特點？答案與評分標準答：在傳熱系統(tǒng)（如換熱器）中溫度分布不隨時間而變的傳熱過程稱為定態(tài)傳熱，（2分）它的特點是通過傳熱表面的傳熱速率為常量（2分）（共4分）化工原理習題集卡片題型簡答難度中章節(jié)第四章第二節(jié)頁碼上冊P160知識點重點分值6試題：傅立葉定律的表達式如何？簡述式中各項含義及單位。答案與評分標準答：傅立葉定律的表達式為（2分）式中：-熱傳導速率，W -溫度梯度，/m S-等溫表面的面積，m2 -比例系數(shù)，稱為導熱系數(shù) 負號表示熱流方向總是和溫度梯度的方向相反（4分）（共6分）化工原理習題集卡片題型簡答難度中章節(jié)第四章第二節(jié)頁碼上冊P165知識點次重

15、點分值4試題：圓筒壁的定態(tài)熱傳導與平壁的定態(tài)熱傳導有何區(qū)別？答案與評分標準答：圓筒壁熱傳導與平壁熱傳導的區(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?；ぴ砹曨}集卡片題型簡答難度中章節(jié)第四章第三節(jié)頁碼上冊P168知識點次重點分值5試題：寫出當采用平均對流傳熱系數(shù)時的對流傳熱速率方程，并說明各量的含義及單位。答案與評分標準答：當采用平均對流傳熱系數(shù)時，對流傳熱速率方程可表示為（1分）：通過傳熱面積S的對流傳熱速率，W（1分）：平均對流傳熱系數(shù)（1分）S：對流傳熱面積m2(1分):流體與壁面（或反之）間溫度差的平均值(1分)(共5分)化工原理習題集卡片題型簡答難度中

16、章節(jié)第四章第三節(jié)頁碼上冊P169知識點重點分值6試題：對流傳熱系數(shù)的物理意義是什么？它的單位是什么？它與導熱系數(shù)有何不同？答案與評分標準答：由可知，對流傳熱系數(shù)表示在單位溫度差下單位傳熱面積的對流傳熱速率，其單位為越大，表示地流傳熱越快。（4分）它與導熱系數(shù)不同，它不是物性，而是受多種因素影響的一個參數(shù)。（2分）（共6分）化工原理習題集卡片題型簡答難度中章節(jié)第四章第四節(jié)頁碼上冊P171/178知識點重點分值6試題：總傳熱系數(shù)K的物理意義是什么？影響K值的主要因素有哪些？在設計換熱器時，K值有哪些來源？答案與評分標準答：K的物理意義是：K在數(shù)值上等于單位傳熱面積、單位溫度差下的傳熱速率。（2分）

17、 影響K值的主要因素有流體的物性、操作條件和換熱器的類型（2分）。 在設計換熱器時，K值的來源主要有：（1） 選用生產(chǎn)實際的經(jīng)驗值 （2）實驗查定 （3）計算K值（2分） （共6分）化工原理習題集卡片題型簡答難度中章節(jié)第四章第四節(jié)頁碼上冊P172知識點重點分值6試題：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？答案與評分標準答：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分）2 熱量由內(nèi)壁面以熱傳導方式傳給外壁面（2分）3 熱量由外壁面以對流傳熱的方式傳給冷流體（2分）（共4分）化工原理習題集卡片題型簡答難度中章節(jié)第四章第五節(jié)頁碼上冊P184知識點次重點

18、分值6試題：在使用實驗得到的關聯(lián)式時，應注意哪幾點？答案與評分標準答：應注意三點。1 應用范圍 關聯(lián)式中Re 、Pr等的數(shù)值范圍2 特征尺寸 Nu 、Re等準數(shù)中應如何取定3 定性溫度 各準數(shù)中流體的物性應按什么溫度來確定（每點2分，共6分）化工原理習題集卡片題型簡答難度中章節(jié)第四章第四節(jié)頁碼上冊P173知識點重點分值5試題：換熱器為何應定期清洗？答案與評分標準答：換熱器運行一段時間后，傳熱壁面常有污垢積存，對傳熱產(chǎn)生附加熱阻，使K值下降。通常污垢熱阻較壁面熱阻要大，因此在設計中必須考慮其影響，運行中的換熱器應定期清洗。（5分）化工原理習題集卡片題型簡答難度中章節(jié)第四章第四節(jié)頁碼上冊P169/

19、178知識點重點分值4試題：簡述總傳熱速率方程的重要性。答案與評分標準答：總傳熱速率方程是傳熱基本方程，可以此方程為基礎，將傳熱的主要內(nèi)容聯(lián)系起來，該式和熱量橫算式結(jié)合可解決工程上大部分的傳熱計算問題。（4分）化工原理習題集卡片題型簡答難度中章節(jié)第四章第七節(jié)頁碼上冊P210知識點重點分值5試題：簡述何謂強化傳熱？有哪三個主要途徑？答案與評分標準答：強化傳熱是指提高冷熱流體間的傳熱速率。（2分）強化傳熱的主要途徑有三方面：1 增大總傳熱系數(shù)K，這是強化傳熱的重點。（1分）2 增大傳熱面積S（1分）3增大平均溫度差（1分）（共5分）化工原理習題集卡片題型計算難度中章節(jié)第4章第2節(jié)頁碼上冊P162知

20、識點重點分值5試題：一紅磚平面墻厚度為500，一側(cè)壁面溫度為200，另一側(cè)壁面溫度為30，紅磚的導熱系數(shù)可取為0.57（）。求：（1）通過平壁的熱傳導通量。（2）平壁內(nèi)距離高溫側(cè)350處的溫度，。答案與評分標準解：（1）求 已知，（） 單層平壁熱傳導通量（2分） （2）設平壁內(nèi)距離350處的溫度為，則有： （2分）解得：（1分）化工原理習題集卡片題型計算難度中章節(jié)第4章第2節(jié)頁碼上冊P162知識點重點分值5試題： 用平板法測定固的導熱系數(shù)。在平板一側(cè)用電熱器加熱，另一側(cè)用冷卻器冷卻，同時在板的兩側(cè)用熱電偶測量其表面溫度。若所測固體的表面積為0.01，厚度為20。實驗測得電流表讀數(shù)為0.58，伏

21、特計讀數(shù)為100，兩側(cè)表面的溫度分別為180和30。求：該材料的導熱系數(shù)。答案與評分標準 （1）由實驗測得的電流和電壓可求出導熱量 （2分） （2）由單層平壁熱傳導方程可求出由可得：（2分）化工原理習題集卡片題型計算難度中章節(jié)第4章第2節(jié)頁碼上冊P163知識點重點分值9分試題： 某爐壁由下列三種材料組成，內(nèi)層是耐火磚，；中間是保溫磚，；最外層是建筑磚，。今測得其內(nèi)壁溫度，外壁溫度。求（1）通過爐墻單位面積的熱損失。（2）各層的溫差。（3）各層接觸面的溫度。（假設各層接觸良好）答案與評分標準解：設為耐火磚和保溫磚之間接觸面的溫度。 為保溫磚和建筑磚之間接觸面的溫度。（1） 由多層平壁定態(tài)熱傳導公

22、式可以導出：（3分） （2）、分別為耐火磚層，保溫磚層和建筑磚層的溫差。因是多層平壁的定態(tài)熱傳導，故（1分）由可得，（1分） （1分） （1分） （3） （1分） （1分）化工原理習題集卡片題型計算難度較難章節(jié)第4章第2節(jié)頁碼上冊P162、163知識點重點分值9試題： 平壁爐的爐壁由三種材料所組成，內(nèi)層是耐火磚，；中間是絕緣磚，；最外層是鋼板，。若耐火磚層內(nèi)表面溫度，鋼板外表面溫度。求（1）導熱的熱通量。（2）若計算結(jié)果與實驗的熱損失不符，分析原因并計算附加熱阻。答案與評分標準 （1）由三層平壁的定態(tài)熱傳導公式求 （3分）（2） 計算結(jié)果：，分析原因是：說明平壁層間接觸不良，有空氣層存在，產(chǎn)生

23、了附加熱阻。（2分）即（2分）帶入數(shù)據(jù)得： 解出（2分）化工原理習題集卡片題型計算難度較難章節(jié)第4章第2節(jié)頁碼上冊P162、163知識點重點分值9分試題： 某平壁爐是由一耐火磚與一層普通磚砌成，兩層得厚度均為100，其導熱系數(shù)分別為及。待操作穩(wěn)定后，測得爐壁得內(nèi)表面溫度為700，外表面溫度為130。為減少熱損失，在普通磚的外表面砌一層厚度為40，導熱系數(shù)為的保溫層，待操作穩(wěn)定后，又測得爐內(nèi)表面溫度為740，外表面溫度為90。今設原來的兩層材料導熱系數(shù)不變。求：加上保溫層后單位面1積爐壁的熱損失比原來減少的百分數(shù)。答案與評分標準解：（1）加保溫層前，單位面積爐壁的熱損失。此時，為兩層平壁的熱傳導

24、： （3分）（3） 加保溫后，單位面積爐壁的熱損失為，此時為三層平壁的熱傳導：（3分） （4）增加保溫層后，熱損失比原來減少的百分數(shù)為： 化工原理習題集卡片題型計算難度易章節(jié)第4章第2節(jié)頁碼上冊P165知識點次重點分值5分試題： 有一直徑為的鋼管，其長度為3，已知管內(nèi)壁溫度為100，外壁溫度為90。求該管的熱損失為多少。（已知鋼管的導熱系數(shù)為45）答案與評分標準 解：本題為單層圓筒壁的熱傳導，求熱損失可用下式： （2分） 式中各量為：，（1分）代入上式可得（2分）化工原理習題集卡片題型計算難度較難章節(jié)第4章2節(jié)頁碼上冊P165、166知識點次重點分值10分試題： 有一蒸汽管外徑為25，管外包以

25、兩層保溫材料，每層厚度均為25，外層與內(nèi)層保溫材料的導熱系數(shù)之比為，此時的熱損失為。今將內(nèi)外兩層材料互換位置，且設管外壁與保溫層外表面的溫度均不變，則熱損失為。求，并說明何種材料放在里層為好。答案與評分標準 （1）蒸汽管外半徑 內(nèi)層保溫層外半徑外層保溫層外半徑已知，故（2分） （2）當導熱系數(shù)小的材料包在里層時，熱損失為： （3分）（3）當導熱系數(shù)大的材料包在里層時，熱損失為： （3分） （4）可求出：，說明在圓筒壁當采用兩種以上材料保溫時，為減少熱損失，應將小的材料包在里層為好。（2分）化工原理習題集卡片題型計算難度中 章節(jié)第4章第2節(jié)頁碼上冊P166知識點次重點分值10試題： 在一個的鋼管

26、外包有兩層絕熱材料,里面為的氧化鎂粉,平均導熱系數(shù)為0.07；外層為20的石棉層，其平均導熱系數(shù)為0.15，鋼的導熱系數(shù)為45，現(xiàn)測出管內(nèi)壁溫度為500，最外層溫度為80。求（1）每米管長的熱損失。（2）兩層保溫層界面的溫度。（假設層間接觸良好）答案與評分標準（1） 求每米管長的熱損失，此為三層圓筒壁的熱傳導。已知： ，（2分） 代入下式： （4分）（2） 保溫層界面溫度,可按兩層圓筒壁導熱來計算： 可解出 （4分）化工原理習題集卡片題型計算難度中章節(jié)第4章第4節(jié)頁碼上冊P169，170知識點重點分值8試題： 求絕壓為140，流量為1000的飽和水蒸汽冷凝后并降溫到60時所放出的熱量。用兩種方

27、法計算并比較結(jié)果。已知140水蒸汽的飽和溫度為109.2，冷凝熱為2234.4，焓為2692.1；60的水的焓為251.21。答案與評分標準 解：（1）第一種方法 （2分）（2）第二種方法 冷凝水的平均溫度為 （1分） 查出84.6下的水的比熱容為：（1分）水蒸氣冷凝并降溫放出的熱量為： （3分） 計算表明兩種方法結(jié)果一樣，但是第一種方法較簡單。（1分）化工原理習題集卡片題型計算難度中章節(jié)第4章第4節(jié)頁碼上冊P170知識點重點分值7分試題：將0.417、80的有機苯，通過一換熱器冷卻到40；冷卻水初溫為30，出口溫度不超過35。假設熱損失可略，已查出在平均溫度下，硝基苯和水的比熱容分別為1.6

28、。求：（1）冷卻水用量？（2）在（1）題中如將冷卻水的流量增加到6，問此時冷卻水的終溫將是多少？答案與評分標準解：（1）當熱損失可略時，求 由 （2）此時，。當熱損失可略時，有（取1000） 化工原理習題集卡片題型計算難度（2）較難（1）中章節(jié)第4章第4節(jié)頁碼上冊P177知識點重點分值12分試題： 在一臺套管式換熱器中，用熱水加熱冷水。熱水流量為2000，進口溫度為80，冷水流量為3000,進口溫度為10，熱損失可略，且熱水和冷水的比熱容相等，都取為4.187。求（1）若要求將冷水加熱到30，此時并流和逆流的平均溫度差。（2）若要將冷水加入到40，采用并流能否完成任務？（計算后說明）答案與評分

29、標準解（1）求并流和逆流時的 先求 求并流： （2分）逆流：（2）采用并流冷卻水可能達到的最高溫度受到限制，在極限情況下，（1分）由熱量衡算式可得：，即有： （3分）說明：要將冷水加熱到38以上，采用并流是無法完成的。（要加熱到40，根本無法完成）（1分）化工原理習題集卡片題型計算難度易章節(jié)第4章第4節(jié)頁碼上冊P177、178、179知識點重點分值6試題：在一單殼程、四管程的列管式換熱器中，用水冷卻苯。苯在管內(nèi)流動，進口溫度為80，出口溫度為35；冷卻水進口溫度23，出口溫度為30。求兩流體間的傳熱平均溫度差。答案與評分標準解：題給情況為簡單折流（1） 先按逆流計算： （2分）（2） 求 參數(shù)

30、由查上冊教材圖4-13可得 （1分）故 （1分）化工原理習題集卡片題型計算難度中章節(jié)第4章第1、4節(jié)頁碼上冊P158、170、177、181知識點重點分值8試題：有一列管換熱器由25×2.5mm，長為3m的60根鋼管組成。熱水走管內(nèi)，其進、出口溫度分別為70和30；冷水走管間，其進、出口溫度分別為20和40，冷水流量為1.2 Kg/s。兩流體作逆流流動，假設熱水和冷水的平均比熱容均為4.2 KJ/（Kg·），換熱器的熱損失可略。求：總傳熱系數(shù)K0。答案與評分標準解:由總傳熱速率方程可知: =求Q,當Q損=0時，求S0。求。w/(m2)化工原理習題集卡片題型計算難度較難章節(jié)第

31、4章第4節(jié)頁碼上冊P170、177、181知識點重點分值9試題：有一傳熱面積S0為15m2的管殼式換熱器中，殼程通入飽和水蒸汽以加熱管內(nèi)空氣。150的飽和水蒸汽冷凝為同溫度下的水排出?？諝饬髁繛?.8 Kg/s，其進口溫度為30 ，比熱容可取1.0 KJ/（Kg·），空氣對流傳熱系數(shù)87 W/（m2·），換熱器熱損失可略。求空氣的出口溫度t2。答案與評分標準解:本題為一側(cè)恒溫、另一側(cè)變溫傳熱,且,所以有。所求t2可聯(lián)立熱量衡算與總傳熱速率方程由中解出。（2分） 式其中：， S0=15m2，WC=2.8Kg/s=,t1=30 (2分) （2分）以上各量代入式可得：即解出： t

32、2=74.7(3分)化工原理習題集卡片題型計算難度較難章節(jié)第4章第4節(jié)頁碼上冊P170、177知識點重點分值10試題：流量為1930 Kg/h，溫度為90的正丁醇在換熱器中被冷卻到50，冷卻介質(zhì)為18的水。在平均溫度下（70）正丁醇的比熱容為2.98 KJ/（Kg·），取水的比熱容為4.187 KJ/（Kg·）。若換熱器的傳熱面積為6m2，總傳熱系數(shù)為230 W/（m2·）。求：冷卻水出口溫度t2冷卻水消耗量m3/h（假設兩流體作逆流）答案與評分標準解：求t2.由傳熱速率方程知：(1分)而（2分）故（1分）由求t2,可以先假設可用算術平均溫度差計算,求出t2，然后

33、再校驗。即，解出。（2分）校驗：，所以求tm用算術平均溫度差是允許的，求出的t2有效。（1分）求WC。若忽略熱損失，則：可求出即。（1分）化工原理習題集卡片題型計算難度中較難章節(jié)第1/4章第2/5節(jié)頁碼上冊P17、184、185知識點次重點分值12試題：某列管式換熱器，由38根長2m，內(nèi)直徑為20mm的無縫鋼管組成。苯在管內(nèi)流動，由20被加熱到80，流量為8.32 Kg/s，外殼中通入水蒸汽進行加熱。求管壁對苯的對流傳熱系數(shù)i若苯的流量提高一倍，其它量不變，此時對流傳熱系數(shù)又為多少？答案與評分標準解：求苯的定性溫度，在定性溫度下苯的物性可由附錄查出：（2分）加熱管內(nèi)流速：（2分）：特征尺寸湍流

34、(1分) 符合(1分),且,苯被加熱取n=0.4(1分)求當苯的流量提高一倍，求.此時,即,其它量不變,引起Re增大及增大，（2分）化工原理習題集卡片題型計算難度中章節(jié)第4章第4節(jié)頁碼上冊P173、174知識點重點分值9試題：某列管換熱器由25×2.5mm的鋼管組成。熱空氣流經(jīng)管程，冷卻水在管外與空氣逆流流動。已知管內(nèi)空氣一側(cè)的i為50 W/（m2·），污垢熱阻Rsi為0.5×10-3（m2·）/ W；水側(cè)的0為1000 W/（m2·），污垢熱阻Rso為0.2×10-3（m2·）/ W。求基于管外表面積的總傳熱系數(shù)K0若管壁

35、和污垢熱阻可略將i提高一倍將0提高一倍，分別計算K0值。答案與評分標準解：求K0.當管壁和污垢熱阻可略， 且則（2分）將提高一倍，即此時化工原理習題集卡片題型計算難度中較難章節(jié)第4章第5節(jié)頁碼上冊P173、174知識點次重點分值13試題：某蒸汽在套管換熱器中冷凝，內(nèi)管為25×2.5mm鋼管，管長2m。蒸汽走管外，冷卻水走管內(nèi)，流速為1 m/s，進口溫度為20，出口溫度為50。求管壁對水的對流傳熱系數(shù)。若將管內(nèi)徑縮小1/2，且設流速及其它條件都不變，此時對流傳熱系數(shù)有何變化？答案與評分標準解：求 定性溫度，查出水在35下的物性。，（2分），特征尺寸，且水被加熱，取n=0.4(1分) 求

36、管內(nèi)徑減少1/2，其它條件不變，則，引起Re變化及值變化。 湍流。（1分）Pr不變，求公式仍適用，此時用（1分）此時，即，得。（2分）化工原理習題集卡片題型計算難度中章節(jié)第4章第5節(jié)頁碼上冊P184、185知識點次重點分值7試題：某氣體在內(nèi)徑為20mm的圓形直管內(nèi)作湍流流動，管外用飽和蒸汽加熱，已測得管內(nèi)一側(cè)的對流傳熱系數(shù)為。若氣體流量與加熱條件不變，并假定氣體進出口平均溫度不變（物性數(shù)據(jù)不變）。求此氣體在橫截面積與圓管相等的正方形通道內(nèi)流動的對流傳熱系數(shù)。答案與評分標準解：設正方形通道的邊長為l.據(jù)題意，故（2分）正方形通道的當量長徑de.求。由以上計算知，本題中de與d相當接近，且其它條件

37、不變，故氣體在正方形通道內(nèi)仍作湍流。只有直徑改變而當其它條件到不變時，（1分） 即。即（2分） (共7分)化工原理習題集卡片題型計算難度較難章節(jié)第4章第5節(jié)頁碼上冊P184、185知識點次重點分值8試題：在套管換熱器中，一定流量的水在內(nèi)管流過，溫度從20升到80，并測得管內(nèi)水側(cè)的對流傳熱系數(shù)為1000W/（m2·）。求同樣體積流量的甲苯通過該換熱器內(nèi)管而被加熱時的對流傳熱系數(shù)。假設兩種情況下流體均為湍流流動。已知兩流體在定性溫度下的物性如下：，Kg/m3，Pa·SCP，KJ/（Kg·），W/（m·）水9880.549×10-34.170.648

38、甲苯8360.425×10-31.820.147答案與評分標準65解：（1）按題意，兩種情況下的對流傳熱系數(shù)都可用下式計算： (3分)（2）因d、u不變，則兩種情況下的之比為： （4分）（3）甲苯通過該換熱器內(nèi)管的對流傳熱系數(shù)為： （1分） （共8分）化工原理習題集卡片題型計算難度中章節(jié)第4章第4節(jié)頁碼上冊P170、173、177、181知識點重點分值13試題：某列管式冷凝器的列管直徑為25×2.5mm。管內(nèi)通冷卻水，流量為2.5Kg/s。在新使用時，冷卻水的進、出口溫度分別為20和30。使用一段時間后，由于生成垢層，在冷卻水進口溫度和流量不變得情況下，冷水出口溫度降為26

39、。已知換熱器的傳熱面積S0為16.5m2，有機蒸汽的冷凝溫度為80（有機蒸汽在管外冷凝），求水垢層的熱阻。答案與評分標準解：（1）換熱器新使用時： （2分） （2分） （2分）總熱阻為 （1分）（2）換熱器使用一段時間后： （1分） （1分） （1分）此時總熱阻為 （1分）（3）水垢層熱阻： （1分）故 （1分）化工原理習題集卡片題型綜合計算難度中章節(jié)第1、4章第1、2、4、5節(jié)頁碼上冊P17、170、173、158、177、181、184、185知識點重點分值18試題：某車間需要安裝一臺換熱器，將流量為30 m3/h，濃度為10的NaOH水溶液由20預熱至60。加熱劑為127的飽和蒸汽。該車間現(xiàn)庫存一臺兩管程列管式換熱器，其規(guī)格為：管徑25×2mm，管長3m，總管數(shù)72根。問庫存的換熱器能否滿足傳熱任務？已知定性溫度下，NaOH水溶液的物性數(shù)據(jù)為：=1100 Kg/m3；=0.58W/（m·）；CP=3.77KJ/（Kg·）；=1.5×10-3Pa·S。鋼的導熱系數(shù)為46.5W/（m·）；設污垢熱阻總和為R垢=0.0003（m2·）/W；蒸汽走管外，其冷凝對流傳熱系數(shù)為0=1×104 W/（m2·）。答案與評分標準本題