化工原理传热练习题.docVIP

传热 概念： 1、传热的三种基本方式 2、如何测定及如何提高对流传热的总传热系数K 4、如何强化传热 计算公式 （1）热量衡算（有相变、无相变）K的计算、平均温度差、总传热速率方程、传热面积的计算（判别是否合用）（例4－8） （2）流体在圆形管内作强制湍流流动时α计算式（公式、条件），粘度μ对α的影响。 （3）实验测K (例4－9) （4）换热器操作型问题（求流体出口温度，例4－10） 二 实验题（10） 1．利用过热蒸汽进行传热实验的过程中，若运行一段时间后，传热膜系数下降，可能的原因是什么？如何解决？ 蒸汽冷凝传热时，为什么要排放不凝性气体？内管壁温接近于哪一侧流体的温度？ 为了提高换热器的总传热系数K，应提高空气侧，还是水侧的(和S？为什么？ 换热器中冷热流体的流动方向有几种，当选择流向时应如何考虑？ 4．阐述液体沸腾曲线的基本形状，一般沸腾应处于什么状态才能达到较好的换热效果？ 1、（4分）换热器中冷热流体的流动方向有：逆流，并流，折流和错流。 （1分） 当采用逆流时，在传热量和总换热系数一定的情况下，换热器的传热面积较小，另外，采用逆流还可以节省加热介质或冷却介质的用量。通常，换热器尽可能采用逆流操作。 （1分） 当某些特殊工艺要求时，对流体的温度有所限制，如冷流体被加热时不能超过某一温度，或热流体被冷却时不能低于某一温度时，可采用并流。 （1分） 采用折流或错流时，主要是为了满足换热器的结构要求，或提高总传热系数。 （1分） 2、（6分）液体沸腾曲线主要包括自然对流、泡状沸腾和膜状沸腾。 （3分） 一般沸腾应处于泡状沸腾状态才能达到较好的效果，此时传热系数和热通量都较大。 （3分） 5．灰体的定义及特点 6、设计一套实验装置要求既可以测量总传热系数，又可同时测量对流传热系数，标注仪表、仪器名称。并简要说明试验步骤，需要测量那些参数。？ 三 计算题 （60分） 3 （20分）在一列管式换热器内用水冷却苯。苯走管程，流量为1.5kg/s，由80oC 被冷却至30oC。冷却水在壳程内呈湍流流动，且与苯逆流流动，其进口温度为20oC，出口温度为50oC。已估算出苯侧和水侧的对流传热系数分别为900W/(m2K)、1700W/(m2K)；苯的平均比热为1.9kJ/(kg.K)。若列管为φ25×2.5mm的钢管，长3米，其导热系数为45W/(m2K)，并忽略污垢热阻及换热器的热损失，试求： （1）所需换热器的列管数为多少？ （2）若其它条件不变，冷却水的流量变为原来的两倍，换热器的列管数又为多少？ 2. 解： (3分) 其中，=1.51.9103（80-30）=142.5（kW） (2分) ==490.5[W/(m2K)] (3分) ==18.2() (3分) 故 （根） (2分) （2）若其它条件不变，冷却水的流量变为原来的两倍，则 W/(m2K) (2分) 同理可得，=559.1 [W/(m2.K)] (3分) 则 （根） (2分) 2、（20分）用一传热面积为3m2（以外表面积为准），由(25(2.5mm管子组成的单程列管式换热器，用初温为10℃的水将机油由200℃冷却至100℃，水走管内，油走管间。已知水和机油的质量流量分别为1000kg/h和1200kg/h，其比热容分别为4.18kJ/(kg(K)和2.0kJ/(kg(K)，水侧和油侧的对流表面传热系数分别为2000W/(m2(K)和250W/(m2(K)，两侧可视为呈逆流流动，如不计算管壁及污垢热阻： 试计算说明该换热器是否合用？ 夏天，水的初温达到30℃时，该换热器是否合用？（假设K不改变），如不合用，如何解决？ 四。计算题：.（20分） 解： （1） [W] ∴ ℃ （3分） 200 → 100 67.4 ← 10 ℃ 132.6 90 （3分） ∴ A= 2.77 m2 ＜ 题给3 m2 , 合用. （3分） (2) 水初温30℃