化工传热技术(10份)B卷.doc

4、在套管式换热器中，不清洁和易结垢的流体走管内，因为管内（ D ）
A清洗比较方便，B流速较快，C流通面积小，D易于传热
5、有三层相同厚度不同材料组成的圆筒壁，稳定传热中通过各层的（A ）相等
A传热速率，B温度变化，C热流密度，D对数平均面积
6、在管壳式换热器中，粘度大的液体或流量较小的流体宜走（ B ），因为流体在有折流挡板的
壳程中流动时，由于流速和流向不断改变，在低Re值下即可达到湍流，以提高给热系数
A管内，B管间，C管径，D管轴
7、工业生产中常用的热源和冷源是（A）
A蒸汽与冷却水，B蒸汽与冷冻盐水，C电加热与冷却水，D导热油与冷冻盐水
8、下列四种不同的对流给热过程：空气自然对流，空气强制对流（流速为3m/s）
水强制对流 (流速为3m/s)，水蒸汽冷凝，值的大小关系为（C）
A,>>> B,>>> C,>>> D,>> >
9、在蒸发操作中，若使溶液在（A）沸腾蒸发，可降低溶液沸点而增大蒸发器的有效温度差。
A、减压，B、常压，C、加压，D、变压
10、蒸发操作的目的是将溶液进行（A）
A、浓缩，B、结晶，C、溶剂与溶质的彻底分离，D、不能确定
三、简答（每题5分）
1、画简图并对对流传热的过程进行分析
为了强化对流传热，工程上普遍采用提高流体流速和改变管路流体力学特性的方法，但在强化传热的同时，增加了 能耗。通过实验分析了流体流速对光滑直管和螺旋槽管传热效果的影响，得到了滞流区和湍流区的传热关系式和阻力与流速的函数关系式。通过对比相同流速下光滑直管和螺旋槽管强化比与阻力的情况，得到了两种流型下强化比以及阻力与流速的关系式，为工程设计和生产操作提供了理论参考

2、简述对流传热系数的影响因素
对流传热过程是流体与壁面间的传热过程，所以凡是与流体流动及壁面有关的因素，也必然影响对流传热系数的数值，实验表明传热系数 值与流体流动产生的原因。流体的流动形态、流体的物性、流体有无相变和加热面的几何形状、尺寸、相对位置等因素有关。
一般来说对性质相近的流体，强制对流的传热系数大于自然对流的传热系数。湍流流动的对流传热系数大于层流流动的对流传热系数，对于同一种流动形态，流速越大，对流传热系数越大。流体的物性有流体的粘度 、导热系数 、密度 、比热容 、体积膨胀系数 等。对于有相变的传热，还有相变热的影响，除粘度 外，其余的物性，随着其增加，对流传热系数相应增大。对于同一种流体，有相变的传热系数大于无相变的传热系数。传热的形状、大小、相对位置影响传热，如冬天房间采暖，应将加热壁面放置空间的下部，反之，夏天的冷却装置，应放置空间的上部。

兰州石化职业技术学院试卷
科 目：化工传热技术
适用班级：
考试时间： 考试方式：闭卷、
题 号
一
二
三
四
五
六
七
八
总 分
成 绩

一、填空题
1、在通过三层平壁的稳定热传导过程中，各层平壁厚度相同，接触良好。三层平壁的热导率分别为则各层温度降的
大小为 缺少条件 （3分）
2、厚度为300mm的砖壁，一侧温度为600℃, 另一侧温度为150℃。已知砖壁的热导率可取为1.0℃),则通过每平方米砖壁的导热量 1500 W/m2 ，平壁内距离高温侧100mm处的温度为 450℃ （4分）
3、在列管式换热器中，用饱和水蒸气加热空气，则传热管的壁温接近 蒸汽的温度 ，总传热系数接近 冷流体对流传热系数 （2分）
4、在长为3m,内径为53mm的管内加热苯的溶液，苯的质量流速为172kg/(m2∙s)，苯在定性温度下的物性数据：，则苯对管壁的给热系数为 330W/m2·oC （4分）
5、沸腾传热可分为三个区域，它们是 池内沸腾 、 管内沸腾 、工业上宜维持在 核状沸腾 区内操作。（4分）
6、物体黑度是指在 相同 温度下，灰体的 辐射能力 与
黑体的辐射能力 之比 ，在数值上它与在同一温度下物体
的 发射率 相等。(3分)
二、选择题（每题1分）
1、根据量纲分析法对于强制湍流传热，其特征关联式可简化为（A）
A Nu=f(Re,Pr,Gr) B. Nu=f(Re,Pr) C.Nu=f(Re,Gr)
2、间壁两侧流体一侧恒温，另一侧变温的传热过程，逆流和并流的m大小为（C ）
A.m逆>m并 B. m逆 .<m并 C.m逆=m并 C.无法确定
3为了减少室外设备的热损失，保温层外包的一层金属皮应采用（A）
A表面光滑，色泽较浅， B表面粗糙，色泽较深，C表面粗糙，色泽较浅。D以上都不是
试卷类型
B卷
考　　场

班 级
广汇112班
姓 名
陈刚刚
学 号

注意事项：
1、考生要正确清楚的填写以上栏目。
2、如因填写错误、不清楚等造成不良后果者，由考生本人负责。
装
订
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共 2页 第1 页

3、热气体在套管换热器中用冷水冷却，内管为钢管，热导率为45W/(m∙k).冷水在管内湍流流动，给热系数，热气在环隙中湍流流动不计垢层热阻，试求：（1）管壁热阻占总热阻的百分数；（2）内管中冷水流速提高一倍，总传热系数有何变化；（3）环隙中热气体流速提高一倍，总传热系数有何变化。

4、一传热面积为15m2的列管式换热器，壳程用110℃的饱和水蒸气将管程某溶液由20℃加热到80℃,溶液的处理量为比热容为4kJ/(kg∙k), 试求此操作条件下的总传热系数，该换热器使用一年后，由于污垢热阻增加，溶液出口温度降到72℃, 若要使出口温度仍为80℃，加热蒸汽温度至少要多高。

5、将2.0%（质量分数）的盐溶液，在28℃下连续进入一单效蒸发器中被浓缩至3.0%。蒸发器的传热面为69.7m2，加热蒸汽为110℃饱和水蒸汽。加料量为4500kg/h,料液的比热容C0=4100J/(kg∙℃).因是稀溶液，沸点升高可忽略，操作在101.3kPa下进行。试求：（1）计算蒸发的水量及蒸发器的传热系数；（2）在上述蒸发器中，将加料量提高至6800kg/h，其它操作条件（加热蒸汽及进料温度、进料浓度、操作压强）不变时，可将溶液浓缩至多少？

试卷类型
A卷
考　　场

班 级

姓 名

学 号

注意事项：
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2、如因填写错误、不清楚等造成不良后果者，由考生本人负责。
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3、简述热负荷与传热速率间的关系
传热速率：单位时间内通过传热面的传热量。 热负荷：当生产上需要加热（或冷却）某物料时，便要求换热器在单位时间内向该物料输入或输出一定的热量，这是生产对换热器换热能力的要求，称为该换热器的热负荷。 一个满足生产的换热器应该是：传热速率等于（略大于）热负荷。

4、蒸气中不凝气体对冷凝给热过程的影响

四、计算题（50分，每题10分）
1、某火炉通过金属平壁传热给另一侧的液体蒸发，单位面积的蒸发速率为0.048kg/(m2∙s),与液体交界的金属壁的温度为110℃。时间久后，液体一侧的壁面上形成一层2mm厚的污垢，污垢热导率为，设垢层与液面交界处的温度仍为110℃，且蒸发速率需维持不变，求与垢层交界处的金属壁面的温度。液体的汽化潜热r=2000kJ/kg
解：

℃
2、在常压下用列管式换热器将空气由200℃冷却至120℃，空气以3kg/s的流量在管外壳体中平行于管束流动。换热器外壳的内径为260mm,内有钢管38根。求空气对管壁的给热系数。已知定性温度下空气的性质为 解： 空气平均温度
查160 oC空气：ρ＝0.815kg/m3，μ＝2.45×10-5Pa·s，Pr＝0.682，λ＝0.0364W/m·K

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附：计算题 3.4.5 解答过程

解：3. 已知：内管为Ø25×2.5mm，＝45W/（m·K），管内冷水湍流α 1=2000 W/（m2·K），管内热气湍流α 2=50 W/（m2·K）
求：（1）管内热阻分率，（2）内管中冷水流速增倍，K＇（3）管隙中冷水流速增倍，K”解：（1）

总热阻
管壁热阻
故管壁热阻分率为
（2）∵
∴

增加
（3）

增加
由上可知，管壁热阻往往占分率很小，可忽略；提高K值强化传热，应在2上着手。

解：4.

解：5. 解：蒸发水分量W：

（2）加热蒸汽消耗量D：

=
（3）

即：2.4%

即 可将溶液浓缩至2.4%。