马后炮化工论坛-第4章 传热过程 题解.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,4-,1（,多选题）,传热的基本方式有,（1）热传导,（2）热辐射,（3）热交换,（4）对流传热,4-,-2（,多选题）,关于导热系数，以下说法中正确的是,（1）一般说来，金属的导热系数大于非金属,（2）纯铜的导热系数数十倍于不锈钢,（3）金属的导热系数随温度的升高而下降,（4）气体的导热系数与温度无关,4-,-3（,多选题）,对于稳态下的多层平壁热传导过程，以下说法中正确的是,（1）温差最大的那一层材料的导热系数最小,（2）温差最大的那一层热阻最大,（3）各层单位面积上传递的热量均相同,（4）各层上传递的热量均相同,4-,-4（,多选题）,对于各层厚度相同的多层圆筒壁稳态热传导过程，以下说法中正确的是,（1）温差最大的那一层材料的导热系数最小,（2）温差最大的那一层热阻最大,（3）各层单位面积上传递的热量均相同,（4）各层上传递的热量均相同,4-,-5（,多选题）,对于管内强制对流传热，以下说法中正确的是,（1）在雷诺数和普朗特数相同的前提下，液体的给热系数大于气体,（2）给热系数随温度的升高而增大,（3）给热系数随雷诺数的增大而增大,（4）给热系数与管壁粗糙度无关,4-,-6（,多选题）,对于管内强制对流传热，以下说法中正确的是,（1）直管的给热系数大于弯管,（2）湍流的给热系数大于层流,（3）短管的给热系数大于长管,（4）异型管的给热系数大于圆管,4-,-7,计算管内强制对流给热系数时，定性温度应选取,（1）流体进口温度与壁面温度的算术平均值,（2）壁面温度,（3）流体进出口温度的算术平均值,（4）流体进出口温度的对数平均值,4-,-8（,多选题）,为提高水蒸汽冷凝的给热系数，采取下列措施是有效的,（1）将垂直管改为水平管,（2）降低水对冷凝面的浸润性,（3）大幅度提高蒸汽流速,（4）提高冷凝管表面粗糙度,4-,-9（,多选题）,为提高液体沸腾的给热系数，采取下列措施是有效的,（1）提高液体与壁面的温度差,（2）设法将膜状沸腾变为核状沸腾,（3）将光滑表面粗糙化,（4）降低液体的表面张力,4-,-10,在普通的管壳式换热设备中，用饱和蒸气冷凝来加热轻油，管壁温度大约是,（1）蒸汽与轻油进口温度的平均值,（2）蒸汽与轻油出口温度的平均值,（3）与蒸汽温度很接近,（4）与轻油出口温度很接近,4-,-11,在普通的管壳式换热设备中，用饱和蒸气冷凝来加热轻油，如果希望提高总传热系数,K，,应采取的措施有,（1）将并流操作改为逆流操作,（2）提高轻油在管程的流速,（3）提高饱和蒸汽压力,（4）加大饱和蒸汽流量,4-,-12（,多选题）,关于辐射传热，下列说法中正确的是,（1）辐射是能透过真空中的唯一传热方式,（2）介于黑体和白体之间的物体为灰体,（3）吸收率、反射率和透过率三者之和为一,（4）黑体的反射能力最强,4-,-16,蒸发器内，用中压蒸汽蒸发某无机盐溶液，此时理想状态下的平均温度差为：,4-,-13,在有保温的高温管线的热损失中，占主要部分的方式是,（1）辐射传热,（2）对流传热,（3）二者都有可能,（4）二者都不是,4-,-14（,多选题）,用循环水冷却200的高温油品，选用下列哪种换热器是不合适的？,（1）浮头式换热器,（2）固定管板式换热器,（3）,U,型管式换热器,（4）空气冷却器,4-,-15,使用管壳式换热器用中压蒸汽加热某高粘度流体，以下哪种安排比较合适？,（1）蒸汽走管程，被加热流体走壳程,（2）被加热流体走管程，蒸汽走壳程,（3）上述二者差别不大,（4）管壳式换热器根本不能用,（1）蒸汽进出口温度差,（2）溶液进出口温度差,（3）蒸汽与溶液的进出口对数平均温差,（4）蒸汽与溶液的温度差,4-17,某炉壁由下列三种材料组成：耐火砖,1,=1.4W.m,-1,-1,1,=240mm，,保温砖,2,=0.15W.m,-1,-1,2,=120mm，,建筑砖,3,=0.8W.m,-1,-1,3,=240mm，,若其内部温度,t,1,=900，,外壁温度,t,4,=80，,求单位面积的热损失及保温砖和建筑砖之间缝隙处的温度。,解4-17,4-18,蒸汽管道外包扎有两层导热系数不同而厚度相同的绝热层，设外层的平均直径为内层的两倍，其导热系数为内层的二分之一。若将两层材料位置互换，而假定其它条件不变，试问每米管长的热损失将改变多少？（设改变前后管道内外壁温度不变）,解4-18,4-19,某单程管壳式蒸汽冷凝器内管为100根,25,2.5mm,钢管，管长2,m。,冷却水在管内的流速为1,m.s,-1,，,冷却水的进口温度为20，出口温度为50，求管壁对水的膜系数。（水在定性温度下的物性数据为,=997kg.m,-3,，C,P,=4.174kJ.kg,-1,K,-1,，=0.6257W.m,-1,K,-1,，=0.7225,mPas,）,解4-19,4-20,如果将上述冷凝器改为双管程，而水流量不变，管壁对水的膜系数为多少？（假设忽略水的物性随水出口温度的改变）,解4-20,4-21,列管式换热器，由50根,252.5mm,钢管组成，管长为2,m。CO,2,在管程流动，,i,=50W.m,-2,K,-1,，,冷却水在壳程流动，,o,=2500W.m,-2,K,-1,。,管内外均为强制湍流。管壁导热系数,取45,W.m,-1,K,-1,，,污垢热阻,R,O,=0.58,10,-3,m,2,K.W,-1,，,R,i,=0.5,10,-3,m,2,K.W,-1,。,求：,(1),K,o,，,K,i,；,(2)CO,2,流速增大一倍，,K,o,增加多少？,(3),i,增大一倍，,K,o,增加多少？,(4),o,增大一倍，,K,o,增加多少？,解4-21,4-22,一套管换热器，用196,kPa,水蒸汽加热某料液，料液在,54,2mm,的管道中流动，蒸汽在管外冷凝，已知料液进口温度为30，出口温度为60，流量为4000,kg.hr,-1,，,已知料液对管壁的传热系数为500,W.m,-2,-1,，,蒸汽对管壁的传热系数为10000,W.m,-2,-1,，,管内壁的污垢热阻为0.0004,m,2,K.W,-1,，,忽略管壁及管外污垢的热阻，则：,（1）换热面积多大？,（2）管壁平均温度为多少,（3）若蒸汽改为150,kPa,，,料液出口温度为多少,已知：196,kPa,时水蒸汽饱和温度为120，150,kPa,时水蒸汽饱和温度为109，料液的定压比热容,Cp=1.9kJ.kg,-1,K,-1,，,水蒸汽汽化潜热2200,kJ.kg,-1,，,改变条件后认为液体物性不变，传热系数不变。,解4-22,4-23,某生产过程中需用冷却水将油从105冷却至70，已知油的流量为6000,kg.hr,-1,，,水的初温为22，流量为2000,kg.hr,-1,。,现有一传热面积为10,m,2,的套管换热器，问在下列两种流动形式下，换热器能否满足要求。,（1）两流体呈逆流流动；,（2）两流体呈并流流动。,（3）要完成此生产任务，冷却水进口的最高允许温度是多少？,设换热器的总传热系数在两种情况相同，均为300,W.m,-2,K,-1,；,油和水的平均比热容分别为1.9,kJ.kg,-1,K,-1,和4.17,kJ.kg,-1,K,-1,，,热损失可以忽略。,解4-23,4-24,80热水在管道流动中自然冷却，环境温度为15，若距管道入口100米处的温度为40，距管道入口50米处的温度为多少？,解4-24,4-25,一双管程列管换热器中，壳侧饱和水蒸汽加热管内空气，110的饱和水蒸汽冷凝成同温度的水，将空气由20加热至80。则换热器第一管程出口温度为多少？,解4-25,4-26,容积为2.5升的保温瓶内装满95热水，镀银壁的黑度,=0.02，,环境温度25，保温瓶外表面积为0.1,m,2,，,并假设瓶盖绝热。求经过多长时间水温降到80。水的密度以1000,kg.m,-3,计，比热容为4200,J.kg,-1,K,-1,提示:,解4-26,4-27,车间内有一高和宽各为0.5,m,的炉门（黑度,=0.8），,其表面温度为400，室内温度为20。试求：（1）由于炉门辐射而引起的散热速率；（2）若在炉门前20,mm,出放置一块和炉门尺寸相同而黑度为0.1的铝板作为热屏，则散热速率可降低多少？,解4-27,