換熱器原理與設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)通超星期末考試答案章節(jié)答案2024年

換熱器原理與設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)通超星期末考試章節(jié)答案2024年1.已知t=300℃，t=210℃，t=100℃，t=200℃。試計(jì)算下列流動(dòng)布置時(shí)換熱器的對(duì)數(shù)平均溫差。（1）逆流布置；（2）一次交叉，兩種流體均不混合；（3）1-2型管殼式，熱流體在殼側(cè)；（4）2-4型管殼式，熱流體在殼側(cè)；（5）順列布置。

答案:解：（1）Δt=t-t=210-100=110℃Δt=t-t=300-200=100℃=104.9℃（2）由課本圖1.14查得=0.92Δt=104.90.92=96.5℃（3）由課本圖1.8查得=0.85Δt=104.9×0.85=89.2℃（4）由課本圖1.11查得=0.97Δtm=104.9×0.97=101.8℃（5）Δtmax=t1′-t2′=300-100=200℃Δtmin=t1″-t2″=210-200=10℃熱容量之比R

答案:熱容量之比R:冷流體的熱容量與熱流體的熱容量之比。溫度效率P

答案:溫度效率P:冷流體的實(shí)際吸熱量與最大可能的吸熱量的比率。熱容量

答案:熱容量：表示流體的溫度每改變1℃時(shí)所需的熱量對(duì)于套管式換熱器和管殼式換熱器來說，

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。

答案:套管式換熱器相比較沉浸式換熱器和噴淋式換熱器，

傳熱系數(shù)較低。

答案:沉浸式換熱器對(duì)于下列管束排列方式，換熱系數(shù)最大的排列方式為(

)

答案:正三角形排列對(duì)于下列管殼式換熱器，哪種換熱器不能進(jìn)行溫差應(yīng)力補(bǔ)償(

)

答案:固定管板式換熱器對(duì)于場(chǎng)協(xié)同理論，當(dāng)速度梯度和溫度梯度夾角為(

)，強(qiáng)化傳熱效果最好。

答案:0度對(duì)于板翅式換熱器，下列哪種說法是正確的(

)

答案:可用于多種流體換熱對(duì)于板式換熱器，如何減小換熱器的阻力(

)

答案:減小流程數(shù)以下?lián)Q熱器中的比表面積最小(

)

答案:大管徑換熱器以下哪種翅片為三維翅片管(

)

答案:C管翅片管外橫向沖刷換熱所遵循側(cè)傳熱準(zhǔn)則數(shù)為(

)

答案:柯爾本傳熱因子在廷克流動(dòng)模型中ABCDE5股流體中，真正橫向流過管束的流路為

流體,設(shè)置旁路擋板可以改善

流體對(duì)傳熱的不利影響。

答案:B股;C股熱交換器單位體積中所含的傳熱面積的大小大于等于

，為緊湊式換熱器。

答案:700m2/m3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

管子的支撐跨距

答案:減小根據(jù)冷凝傳熱的原理，層流時(shí)，相對(duì)于橫管和豎管，

傳熱系數(shù)較高。

答案:橫管相對(duì)于螺旋槽管和光管，

的換熱系數(shù)高.

答案:螺旋槽管采用短管換熱，由于有入口效應(yīng)，邊界層變薄，換熱得到

。

答案:強(qiáng)化在流程的選擇上，腐蝕性流體宜走

，流量小或粘度大的流體宜走

，因折流檔板的作用可使在低雷諾數(shù)(Re＞100)下即可達(dá)到湍流。

答案:管程;殼程在采用先逆流后順流<1-2>型熱效方式熱交換器時(shí)，要特別注意溫度交叉問題，避免的方法是

和兩臺(tái)單殼程換熱器串聯(lián)。

答案:增加管外程數(shù)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℃，油和水的平均比熱為2kJ/kg?℃和4.18kJ/kg?℃,換熱器的總傳熱系數(shù)為350W/m2?℃，求水的出口溫度（10分）注：

答案:解：W1=3×2000=6000W/℃

W2=1×4180=4180W/℃因此冷水為最小熱容值流體

單元數(shù)為

效能數(shù)為=0.62335+0.623×(110-35)=81.73℃在一臺(tái)1-2型殼式換熱器中，管內(nèi)冷卻水從16℃升高到35℃，管外空氣從119℃下降到45℃，空氣流量為19.6kg/min，換熱器總傳熱系數(shù)K=84W/（m2?K），試計(jì)算所需的傳熱面積。

答案:在一臺(tái)1-2型殼式換熱器中，管內(nèi)冷卻水從16℃升高到35℃，管外空氣從119℃下降到45℃，空氣流量為19.6kg/min，換熱器總傳熱系數(shù)K=84W/（m2?K），試計(jì)算所需的傳熱面積。解：先按逆流算出對(duì)數(shù)平均溫差為

故查圖1.8，,=0.952，故對(duì)數(shù)平均溫差

空氣平均溫差，查表得空氣的比熱cp=1009J/(kg?K)空氣的換熱量故需傳熱面積溫度為99℃的熱水進(jìn)入一個(gè)逆流型的熱交換器，將4℃的冷水加熱到32℃，熱水流量為9360kg/h，冷水流量為4680kg/h，傳熱系數(shù)為830W/（m2?℃），試計(jì)算該熱交換器的傳熱面積和傳熱有效度。水的比熱為cp=4186J/（kg?℃）。

答案:溫度為99℃的熱水進(jìn)入一個(gè)逆流型的熱交換器，將4℃的冷水加熱到32℃，熱水流量為9360kg/h，冷水流量為4680kg/h，傳熱系數(shù)為830W/（m2?℃），試計(jì)算該熱交換器的傳熱面積和傳熱有效度。水的比熱為cp=4186J/（kg?℃）。解法一：

W1=Wmax，W2=Wmin，Rc=Wmin/Wmax=4680/9360=0.5，

又NTU=KF/WminF=NTUWmin/K=解法二：由熱平衡方程W1(t1′-t1″)=W2(t2″-t2′)，代入數(shù)據(jù)，解得t1″=85℃逆流型換熱器的對(duì)數(shù)平均溫差為

【或者用算術(shù)平均溫差Δtm=(Δtmax+Δtmin)】傳熱量Q=W2Δt2=5441.8(32-4)=152370.4W又傳熱有效度

答案:傳熱有效度（ε）：實(shí)際傳熱量Q與最大可能傳熱量Q之比<1-2>型換熱器

答案:<1-2>型換熱器：殼程數(shù)為1，管程數(shù)為2/star3/750_1024/331a8938cf2af4308958a85ef33dad40.png

答案:浮頭式熱交換器，封頭管箱，公稱直徑為500mm，管程和殼程設(shè)計(jì)壓力均為1.8MPa，公稱換熱面積為54m2，換熱管外經(jīng)25mm，公稱長(zhǎng)度9m，2管程，單殼程的勾圈式浮頭式熱交換器。管程、殼程內(nèi)流體的選擇的基本原則

答案:管程流過的流體：容積流量小，不清潔、易結(jié)垢，壓力高，有腐蝕性，高溫流體或在低溫裝置中的低溫流體。殼程流過的流體：容積容量大（特別是常壓下氣體），剛性結(jié)構(gòu)換熱器中換熱系數(shù)大的流體，高黏度流體，層流區(qū)流動(dòng)的流體，飽和蒸汽增強(qiáng)傳熱的基本途徑

答案:①擴(kuò)展傳熱面積F②加大傳熱溫差Δt③提高傳熱系數(shù)K/star3/origin/af443bc4ad4960c5efb245920f13387d.png

答案:3----設(shè)備接管法蘭，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，防止彎曲換熱管直徑的選擇的依據(jù)及存在的弊端。

答案:總的趨向是采用小直徑管

優(yōu)點(diǎn)：傳熱增強(qiáng)，單位體積傳熱面大，傳熱面一定時(shí)，可使管子長(zhǎng)度縮短缺點(diǎn)：流動(dòng)阻力增加，管數(shù)增加，管子與管板連接處的泄露的可能性增大，易積垢。產(chǎn)生流動(dòng)阻力的原因

答案:產(chǎn)生流動(dòng)阻力的原因：①流體具有黏性，流動(dòng)時(shí)存在著摩擦，是產(chǎn)生流動(dòng)阻力的根源；②固定的管壁或其他形狀的固體壁面，促使流動(dòng)的流體內(nèi)部發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，為流動(dòng)阻力的產(chǎn)生提供了條件按傳遞熱量的方式，換熱器可以分為

,

,

。

答案:間壁式;混合式;蓄熱式熱交換器的分類：按照熱流體與冷流體的流動(dòng)方向分為：

、

、

、

。

答案:順流式;逆流式;錯(cuò)流式;混流式管子在管板上的固定：脹管法和

。

答案:焊接法管子在管板上的排列：等邊三角形排列（或稱正六邊形排列）法、同心圓排列法、

，其中