化工原理第五章复习题含答案

第五章 传热一、填空题5.1圆管内强制湍流，流量为，管径为d时，对流传热系数为；若管径不变而流量减少为，此时对流传热系数为，则=_0.5743_；若流量不变而管径减少为，此时对流传热系数为，则=_3.482_；。5.2单壳体无相变换热器，管程（水）与壳程（油）的质量流量均一定（流动均处于高度湍流）加热管尺寸不变，若：（1）将总管数变为原来的3/4，则管程对流传热系数为原来的_1.259_倍；（2）将单管程改为双管程，其余不变，则管程对流传热系数为原来的_1.741_倍；管程阻力损失为原来的_8_倍；5.3用饱和水蒸气在套管式换热器中加热冷空气，此时壁温接近于 _蒸汽_ 的温度。5.4设计时均恒定，若将单管程单壳程逆流操作改为双管程单壳程，列管总数维持不变，则K_变大_， tm_变小_（变大、变小、不变）。5.5当采用复杂流型时，温差修正系数不应小于0.8，其原因是_传热推动力损失大；操作不稳定_。不考虑工艺方面的因素，试仅从传热角度考虑判断哪一种较好。5. 6在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于_空气_侧的对流传热系数，而壁温接近于_水蒸气_侧流体的温度值。5.7热传导的基本定律是_傅立叶定律_。5.8间壁换热器总传热系数K接近于热阻_大_（大，小）一侧的对流传热系数值，间壁换热器壁温tw接近于值_大_（大，小）一侧流体的温度值。5.9由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料导热系数越大，则该壁面的热阻越_小_，其两侧的温差越_小_。5.10在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在_滞流层内_，减小热阻最有效的措施是_提高流体的湍动程度，以减薄滞流层的厚度_。5.11厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知b1b2b3，导热系数12R2R3_，各层的传热速率_ Q1=Q2=Q3_。5.12消除列管式换热器温差应力的常用方法有三种，即在壳体上加_膨胀节_、_采用U形管换热器_或_采用浮头式换热器_。5.13物体的辐射能力的大小与_黑度_成正比，还与_温度的四次方_成正比。5.14写出三种循环型蒸发器的名称_中央循环管式蒸发器_、_悬筐式蒸发器_和_列文式蒸发器_。5.15在大容积沸腾时液体沸腾曲线包括_自然对流_、_泡核沸腾_和_膜状沸腾_三个阶段，实际操作应控制在_泡核沸腾_。5.16传热的基本方式有_热传导_、_对流传热_和_辐射传热_三种。热传导的基本定律是_傅立叶定律_，其表达式为_，对流传热的基本定律是_牛顿冷却定律_，其表达式为_。5.17水在管内作湍流流动，若使流速提高为原来的2倍，则其对流传热系数为原来的_1.741_倍，若管径该为原来的1/2而流量相同，则其对流传热系数为原来的_3.482_倍（设条件仍为湍流范围）。5.18导热系数的单位为_W/(m) _，对流传热系数的单位为_ W/(m2)_，总传热系数的单位为_ W/(m2)_。5.19蒸汽冷凝一般为_冷凝，液体的沸腾通常控制在_沸腾。5.20使用对流传热系数的经验关联式求流传热系数应注意以下三个问题：（1）关联式中各准数的数值_，（2）_（3）各准数中流体物性的_。二、选择题5.1已知温度为T时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝板的黑度_(3)_耐火砖的黑度。（1）大于；（2）等于；（3）小于；（4）不能确定。5.2某套管式换热器用饱和水蒸汽加热管内空气（空气在管内作湍流流动），使空气温度由20升高至80，现需将空气流量增加为原来的2倍，若保持空气的进出口温度不变，则此时管内对流传热系数为原来的倍数为（2）（1）1.149；（2）1.74；（3）2；（4）不定。5.3一定流量的流体在一252.5mm的直管内做湍流流动，对流传热系数为1000 W/(m2)，如流体的流量、物性均不变，改用一192 mm的直管，则其将变为_（4）_。（1）1259；（2）1496；（3）1585；（4）1678。5.4流传热关联式中的普兰特准数是表示_（3）_的准数。（1）对流传热；（2）流动状态；（3）物性影响；（4）自然对流影响。5.5蒸汽-空气间壁换热中，为了强化传热，下列方案中的_（2）_在工程上可行。（1）提高蒸汽流速；（2）提高空气流速；（3）采用过热蒸汽以提高蒸汽温度；（4）在蒸汽侧管壁加装翅片，增加冷凝面积。5.6两灰体间进行辐射传热，两灰体的温度差为50，现因某种原因，两者的温度各升高100.则此时辐射传热量与原来的辐射传热量相比，应该_（1）_。（1）增大；（2）减小；（3）不变；（4）难以确定。5.7.当间接换热时，下列情况中作为换热介质对流传热系数最大的是：（2）(1).循环水冷却；(2).饱和水蒸气加热；(3).道生液冷却；(4).烟道气加热。5.8.在蒸汽-空气间壁换热中，为了强化传热，下列方案中在工程上可行的是：a.提高蒸汽流速；b.提高空气流速；c.采用过热蒸汽以提高蒸汽温度；d.在蒸汽侧管壁加装翅片，增加冷凝面积。5.9.已知温度为T时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝板的黑度必_（1）_耐火砖的黑度。（1）大于；（2）等于；（3）小于；（4）不能确定。5.11.当间接换热时，下列情况中作为换热介质对流传热系数最小的是：（4）（1）循环水冷却；（2）饱和水蒸气加热；（3）道生液冷却；（4）烟道气加热。三、判断题1、间壁式传热过程因为逆流具有较大的传热温差，故生产中所有传热过程均须采用逆流传热。（ ）2、在较低温度下热辐射主要是以可见光的形式传播的。（ ）3. 在较低温度下热辐射主要是以红外光的形式传播的。（ ）4、良好的电导体必然是良好的导热体，反之亦然。 （ ）5、 各种传热均必须借助传热介质。（ ）6、要强化传热，最有效的办法是减小控制热阻。（ ）7、对流传热就是热对流，对流传热的热阻主要集中在层流内层。（ ）8、热辐射是热量传递的一种形式，但只有在高温下才能进行。（ ）蒸发6.1与常压蒸发相比，真空蒸发的优点是_降低了溶液的沸点，提高了传热温差_。6.2高蒸发器生产强度的主要途径是_增大总传热系数K和有效温差t_ 。6.3出三种循环型蒸发器的名称_中央循环管式蒸发器_、_强制循环式蒸发器_和_外加热式蒸发器_。6.4用多效蒸发以蒸发某种粘度随温度变化较大的溶液，应采用_（2）_流程（1）并流加料；（2）逆流加料；（3）平流加料；（4）错流法加料。6.5多效蒸发可以提高加热蒸汽的经济性，故多效蒸发的效数越多越好。（ ）简答题：1. 什么是气缚？如何防止? 汽蚀现象是什么，与气缚有什么差别？如何防止? 2. 在应用机械能衡算方程解题时需要注意哪些问题？3. 分支管路和并联管路的特性分别是什么？4. 那些属于变截面流量计，那些属于变压差流量计？5.在管壳式换热器中，热应力是如何产生的，热应力有何影响，为克服热应力的影响应采取何种措施？ 6.换热器中总的传热热阻包括哪几部分 ？在强化传热中，如何有效地减小热阻？ 7. 热量传递的三种基本方式是什么？分别用什么定律可以描述？ 8. 间壁式换热器总的传热热阻包括哪几部分 ？在强化传热中，如何有效地减小总热阻？计算题5-1换热器由若干长为3m、直径为252.5mm的钢管组成，要求将流率为1.25kg/s的苯从80冷却至30，20水在管内与苯逆流流动换热，已知水侧的对流传热系数为850W/(m2)，苯侧的对流传热系数为1700W/(m2)，污垢热阻可忽略不计。若维持水出口温度不超过50，试求所需管数。取苯的恒压热容.密度，管壁的导热系数。解：基于外表面的传热系数为第一章：1-11，-1-13，例题1-15，第二章2-7，2-8，例题2-7；第五章：5-8，例题5-5，补充题一个。