5.13傳熱習(xí)題及答案

傳熱習(xí)題答案一.填空與選擇1、①穩(wěn)定熱傳導(dǎo)是指不隨時間而改變。套管換熱器，內(nèi)管外徑d-外管內(nèi)徑d2,那么環(huán)隙的當(dāng)量直徑de=。答：①傳熱系統(tǒng)中各點(diǎn)的溫度僅隨位置變；②d2-2、①物體黑度是指在溫度下，物體的與之比，在數(shù)值上它與同一溫度下物體的相等。答：同一，輻射能力，黑體輻射能力，吸收率；3、①將單程列管式換熱器改為雙程的作用是,但這將使減小，增大。②對流過程是和之間的傳熱過程。答：①提高管內(nèi)a,At?,阻力；②流體，壁面4、①為了減少室外設(shè)備的熱損失，保溫層外所包的一層金屬皮應(yīng)該是_A_A.表面光滑，顏色較淺B.外表粗糙，顏色較深C.外表粗糙，顏色較淺5、①強(qiáng)制對流（無相變）流體的對流傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式來自。A.理論方法B.因次分析法C.數(shù)學(xué)模型法D.因次分析和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法②鋼的導(dǎo)熱系數(shù)為,不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)為,20C水的導(dǎo)熱系數(shù)為,20C空氣的導(dǎo)熱系數(shù)為oA.45W/m℃B.0.6W/m℃C.0.026W/m℃D.15W/mr答：①【）；②A,【），B,C。.判斷下面的說法哪一種是錯誤的（）。BA在一定的溫度下，輻射能力越大的物體，其黑度越大；B在同一溫度下，物體吸收率A與黑度￡在數(shù)值上相等，因此A與￡的物理意義相同：C黑度越大的物體吸收熱輻射的能力越強(qiáng)；D黑度反映了實(shí)際物體接近黑體的程度。.當(dāng)換熱器中冷熱流體的進(jìn)出口溫度一定時，判斷下面的說法哪一個是錯誤的（）。BA逆流時，△tm一定大于并流、錯流或折流時的Atm：B采用逆流操作時可以節(jié)約熱流體（或冷流體）的用量；C采用逆流操作可以減少所需的傳熱面積；I）溫度差校正系數(shù)<1>△t的大小反映了流體流向接近逆流的程度。.在管殼式換熱器中，粘度大的液體或流量較小的流體宜走（B）,因流體在有折流擋板的殼程流動時，由于流速和流向的不斷改變，在低R。值（Ro>100）下即可到達(dá)湍流，以提高對流傳熱系數(shù)。A管內(nèi)；B管間；C管徑：D管軸。.對于剛性結(jié)構(gòu)的換熱器，假設(shè)兩流體的溫差較大，對流傳熱系數(shù)較大者宜走（），因壁面溫度與a大的流體溫度相近，可以減少熱應(yīng)力。BA管內(nèi)；B管間；C管徑；D管軸。.在管殼式換熱器中安裝折流擋板的目的，是為了加大殼程流體的（C）,使湍動程度加劇，以提高殼程對流傳熱系數(shù)。A粘度；B密度；C速度；D高度。.液體是（D）。A白體；B灰體；C透熱體；D不透熱體。.凡能以相同的吸收率且局部地吸收由零到8所有波長范圍的輻射能的物體，定義為（D）oA白體；B灰體；C透熱體；D不透熱體。.灰體是（D）。A白體；B黑體；C透熱體：D不透熱體。.在管殼式換熱器中，不潔凈和易結(jié)垢的流體宜走管內(nèi)，因?yàn)楣軆?nèi)（）。AA清洗比擬方便；B流速較快；C流通面積小；I）易于傳熱。.在管殼式換熱器中，腐蝕性的流體宜走管內(nèi)，以免（A）,而且管子也便于清洗和檢修。A殼體和管子同時受腐蝕；B流速過快；C流通面積過小；I）傳熱過多。

.在管殼式換熱器中，壓強(qiáng)高的流體宜走管內(nèi)，以免（）,可節(jié)省殼程金屬消耗量。AA殼體受壓：B流速過快；C流通面積過?。篋傳熱過多。.在管殼式換熱器中，飽和蒸氣宜走管間，以便于（A）,且蒸氣較潔凈，它對清洗無要求。A及時排除冷凝液；B流速不太快；C流通面積不太??；D傳熱不過多。二、填空.（）傳熱僅發(fā)生在流體中。對流.對流傳熱又分（）對流和強(qiáng)制對流。自然.對流傳熱又分自然對流和（）對流。強(qiáng)制.不需要任何介質(zhì)的傳熱稱為（）傳熱。輻射.在列管式換熱器中，流體在（）流動稱為流經(jīng)管程。管內(nèi).列管式換熱器中，流體在（）流動稱為流經(jīng)殼程。管間.列管式換熱器中，流體在管間流動稱為流經(jīng)（）。殼程.傳熱速率Q的單位為（）。W10.熱通量q的單位為（W/m2.一般固體、液體和氣體相比擬，導(dǎo)熱系數(shù)值的大小順序?yàn)椋ǎ?。固體）液體〉氣體.流體與固體壁面間對流傳熱的熱阻主要集中在（工層流底層.吸收率等于1的物體稱為（黑體）。14.反射率等于1的物體稱為（白體）。.透過率等于1的物體稱為（透熱體）。.在輻射傳熱中，白體的透過率為（0）。17.在輻射傳熱中，白體的吸收率為（0）。.灰體的輻射能力與同溫度卜黑體的輻射能力之比，稱為物體的（）。黑度.換熱器設(shè)計中，流體流徑的選擇：不潔凈和易結(jié)構(gòu)的流體宜走（管內(nèi).換熱器設(shè)計中，流體流徑的選擇：被冷卻的流體宜走（）。管間.換熱器設(shè)計中，流體流徑的選擇：粘度大的液體或流量較小的流體宜走（管間）。.換熱器設(shè)計中，流體流徑的選擇：對于剛性結(jié)構(gòu)的換熱器，假設(shè)兩流體的溫差較大，時流傳熱系數(shù)較大的流體宜走（管間）。23.在列管換熱器中,假設(shè)用飽和蒸氣加熱空氣,那么傳熱管的壁溫接近（飽和蒸氣）的溫度。23.在列管換熱器中,假設(shè)用飽和蒸氣加熱空氣,那么傳熱管的壁溫接近（飽和蒸氣）的溫度。24.在列管換熱器中，假設(shè)用飽和蒸氣加熱空氣,那么總傳熱系數(shù)K接近（）的對流傳.在列管換熱器中，假設(shè)用飽和蒸氣加熱空氣，那么空氣應(yīng)走（）。管內(nèi).在列管換熱器中，假設(shè)用飽和蒸氣加熱空氣，那么飽和蒸氣應(yīng)走（）。管間.污油與汽油在列管換熱器中換熱，污油應(yīng)走（）。管內(nèi).污油與汽油在列管換熱器中換熱，汽油應(yīng)走（）。管間.強(qiáng)化對流傳熱的主要途徑是什么？提高流體的湍動程度，減小層流底層的厚度。.在一套管換熱器中，假設(shè)兩流體的進(jìn)、出口溫度不變，應(yīng)選擇并流換熱還是逆流換熱？為什么？應(yīng)選擇逆流換熱，因?yàn)榇藭r的對數(shù)平均溫差較大，可以節(jié)省換熱面積。三.計算題1.有一壁厚為10mm的鋼制平壁容器，內(nèi)盛80℃的恒溫?zé)崴?。水對?nèi)壁面的對流傳熱系數(shù)為240W/m2℃o現(xiàn)在容器外外表復(fù)蓋一層導(dǎo)熱系數(shù)為0.16W/m-C、厚度為50mm的保溫材料。保溫層為10C的空氣所包圍，外壁對空氣的聯(lián)合傳熱系數(shù)為IOW/id'C。試求：A）每小時從每mz面積所損失的熱量KJ/h.m2；B）容器內(nèi)外表的溫度Ta。鋼材的導(dǎo)熱系數(shù)為45W/m0Co解：l.q=KAtmAtm=80-10=70℃q=2.399X70=167.9W/m2K=l/（1/ao+l/aj+bi/入i+b2/、2）=1/（1/10+1/240+0.01/45+0.05/0.16）=2.399W/m2?℃

每小時散熱量qh=3600X168/1000=604.4KJ/m2.h2、一套管式換熱器管內(nèi)流體的對流傳熱系數(shù)彷=2()W/°C),管間流體的對流傳熱系數(shù)ao=35OW/(m/C)。假設(shè)將管內(nèi)和管間兩種流體的對流傳熱系數(shù)分別提高一倍，總傳熱系數(shù)K分別相應(yīng)增加多少？(管壁熱阻及污垢熱阻可忽略不計，管壁厚度按薄壁管處理)解:解:解:原流動情況K%解:原流動情況K%a020——=0.052857in2?℃/W350K=18.92W/nf?℃(1)管內(nèi)對流傳熱系數(shù)增加一倍＜z/=26Zz=2X2O=40W/m2.,C—=—+—=0.027857K=35.9W/m2?℃K40350(35.9-18.92)718.92=89.75%K=19.44W/inK=19.44W/in2?*CK=19.44W/in2?*C(2)管外對流傳熱系數(shù)增加一倍aof=2a0=2X350=700W/m2K=19.44W/in2?*CK20700(19.44-18.92)718.92=2.75%3、在一傳熱外外表積S。為300m2的單程列管換熱器中，300C的某氣體流過殼方被加熱到420℃。另?種560℃的氣體作為加熱介質(zhì)。兩氣體逆流流動，流量均為10000kg/h,平均比熱為1.05kJ/(kg?℃)。求總傳熱系數(shù)Ko。解：換熱器的傳熱量Q=WcCpc(t2-ti)=(10000/3600)X1050X(420-300)=3.5X1SW熱氣體出口溫度Q=WhCph(T1-T2