換熱器原理及設(shè)計(jì)答案_第1頁
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.z.GDOU-B-11-302GDOU-B-11-302班級(jí):**:**:試題共4頁加白紙3*密班級(jí):**:**:試題共4頁加白紙3*密封線"換熱器原理與設(shè)計(jì)"課程試題課程號(hào):1420017√考試□A卷□閉卷□考察□B卷√考試題號(hào)一二三四五六七八九十總分閱卷教師各題分?jǐn)?shù)實(shí)得分?jǐn)?shù)一.填空題〔10分。每空1分〕1.相比擬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。2.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。3.在采用先逆流后順流<1-2>型熱效方式熱交換器時(shí),要特別注意溫度穿插問題,防止的方法是增加管外程數(shù)和兩臺(tái)單殼程換熱器串聯(lián)。4.在流程的選擇上,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。5.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。6.相對(duì)于螺旋槽管和光管,螺旋槽管的換熱系數(shù)高.7.根據(jù)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。8.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9.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。10.在廷克流動(dòng)模型中ABCDE5股流體中,真正橫向流過管束的流路為B股流體,設(shè)置旁路擋板可以改善C股流體對(duì)傳熱的不利影響。二.選擇題〔20分。每空2分〕1.管外橫向沖刷換熱所遵循側(cè)傳熱準(zhǔn)則數(shù)為(C)A.努賽爾準(zhǔn)則數(shù)B. 普朗特準(zhǔn)則數(shù)C.柯爾本傳熱因子D.格拉肖夫數(shù)2.以下哪種翅片為三維翅片管(C)A.鋸齒形翅片B. 百葉窗翅片C.C管翅片D.縮放管3.以下?lián)Q熱器中的比外表積最小(A)A.大管徑換熱器 B.小管徑換熱器C.微通道換熱器 D.板式換熱器4.對(duì)于板式換熱器,如何減小換熱器的阻力(C)A.增加流程數(shù) B.采用串聯(lián)方式C.減小流程數(shù) D.減小流道數(shù)。5.對(duì)于板翅式換熱器,以下哪種說法是正確的(C)A.翅片高度越高,翅片效率越高B.翅片厚度越小,翅片效率越高C.可用于多種流體換熱。D.換熱面積沒有得到有效增加。6.對(duì)于場(chǎng)協(xié)同理論,當(dāng)速度梯度和溫度梯度夾角為(A),強(qiáng)化傳熱效果最好。A.0度 B.45度C.90度D.120度7.對(duì)于大溫差加熱流體(A)A.對(duì)于液體,粘度減小 B.對(duì)于氣體,粘度減小C.對(duì)于液體,傳熱系數(shù)減小 D.對(duì)于氣體,傳熱系數(shù)增大8.對(duì)于以下管殼式換熱器,哪種換熱器不能進(jìn)展溫差應(yīng)力補(bǔ)償(B)A.浮頭式換熱器 B.固定管板式換熱器C.U型管換熱器 D.填料函式換熱器。9.對(duì)于以下管束排列方式,換熱系數(shù)最大的排列方式為(A)A.正三角形排列 B.轉(zhuǎn)置三角形排列C.正方形排列 D.轉(zhuǎn)正正方形排列。10.換熱器流體溫度高于1000℃時(shí),應(yīng)采用以下何種換熱器(A)A.輻射式換熱器 B.強(qiáng)制對(duì)流式換熱器C.自然對(duì)流式換熱器 D.復(fù)合式換熱器。三.名詞解釋(15分,每題5分)1.布管限定圓(5分)熱交換器的管束外緣受殼體徑的限制,因此在設(shè)計(jì)時(shí)要將管束外緣置于布管限定圓之,布管限定圓直徑Dl大小為浮頭式:固定板或U型管式2.卡路里溫度(5分)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,假設(shè)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,雖然可以分段計(jì)算,但是工作量較大,工業(yè)上常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殼側(cè)流體被管側(cè)的水冷卻時(shí)Fc=0.3殼側(cè)流體被管程的水蒸氣加熱時(shí)Fc=0.55殼側(cè)和管側(cè)均為油時(shí)Fc=0.45粘度在10-3Pa?s以下的低粘性液體Fc=0.53.熱混合(5分)為了使換熱器更好地滿足傳熱和壓力降的要求,傳熱流體流經(jīng)混合板流道就相當(dāng)于其單獨(dú)流過這兩種傾角的板片各自組成的流道后再混合,所以此種組合而成的板式熱交換器在性能上表達(dá)了一種“熱混合〞采用方法:⑴每?jī)煞N波紋傾角不同的人字形板片相疊組裝成一臺(tái)板式熱交換器⑵各自分段采用波紋傾角不同的人字形板片組裝成一臺(tái)板式熱交換器 ⑶將流道數(shù)分段組裝,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)熱混合四.簡(jiǎn)答題(30分,每題10分)1.請(qǐng)說出序號(hào)3、6、7、10、18各代表什么零件,起什么作用?(10分)3設(shè)備接收法蘭,與換熱器殼程外流路管路連接;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;10放氣嘴,用來釋放不凝結(jié)性氣體,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2.分析以下?lián)Q熱器型號(hào)(10分)(1)(5分)浮頭式換熱器:前端管箱為封頭管箱,殼體型式為單殼程,后端為鉤圈式浮頭,公稱直徑800mm,管程壓力為1.6Mpa,殼程壓力為1.6Mpa,公稱換熱面積54m2,管長(zhǎng)為6m,管外徑為25mm,4管程,Ⅱ級(jí)管束,普通級(jí)冷拔鋼管。(2)(5分)換熱面積為80m2,碳鋼不可拆螺旋板式換熱器,其兩螺旋通道的距離分別為14mm和18mm,螺旋板的板的板寬為1000mm,公稱壓力為1.6MPa,公稱直徑為1600mm.堵死型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—導(dǎo)熱—對(duì)流2〕冷凝器:間壁式,冷凝相變—導(dǎo)熱—對(duì)流3〕鍋爐:間壁式,輻射—導(dǎo)熱—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—蓄熱,蓄熱—對(duì)流五.計(jì)算題〔25分〕1.*換熱器用100℃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10℃,出口溫度為30℃。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??總換熱量提高多少倍?〔15分〕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,相比擬水蒸氣換熱為相變換熱的流體,水為熱容值小的流體,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):2.在一傳熱面積為16m2的逆流式套管換熱器中,用油加熱冷水,油的流量為3kg/s,進(jìn)口溫度為110℃,水的流量為1kg/s,進(jìn)口溫度為35℃,油和水的平均比

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