化工原理第四章习题及答案 下载本文

器,板翅式换热器等任选五种。

21、导热率的物理意义是____________________________________,其SI制的单位为_____________,工程制的单位为_______________。

单位温度梯度、单位导热面积上所传导的热量 W/(m?℃) 千卡/小时?米?℃

22、① 定性温度是指____________________。

② 沸腾传热可分为三个区域,它们是____________、____________和____________,生产中的沸腾传热过程应维持在____________区操作。

① 确定准数中各物性参数的温度

② 自然对流区 核状沸腾区 膜状沸腾区 核状沸腾

23、对多层圆筒壁的热传导,通过各层的传热速率________,热通量________,沿圆筒壁的径向温度分布为____________线。

相等 不相等 曲线

24、① 已知导热率λ=2.388×10-3Cal/(cm?s?℃), 此值在SI制中为__________W/(m?K)。

② 写出比热Cp的单位,工程制为____________,SI制为____________。 ③ 物体的辐射传热速率与其绝对温度的_________次方成正比。

① 1 ② kCaL/(kg?℃), J/(kg?℃) ③ 四

25、在传热实验中,用饱和水蒸气加热空气,总传热系数K接近于____________侧的对流传热系数,而壁温接近于________________侧流体的温度。蒸汽冷凝时的对流给热系数?较大。原因是__________________________。

空气 饱和水蒸气 蒸汽冷凝时释放较大冷凝潜热

26、① 估计列管式换热器中金属管壁的温度tw,壳程为0.1MPa的饱和水蒸气冷凝。 A 管程是平均温度为40℃的空气,tw约为________;

B 管程是平均温度为40℃的水,水的对流给热系数为2000W/(m2?℃),基于内面积的总传热系数Ki=1600W/((m2?℃)) ,tw约为_______。

② 在设计时,欲略为增大一卧式冷凝器的传热面积,从有利于传热角度看,宜采取的措施为_____________,因为_____________________________。

① (1) 100℃ (2) 88℃ ② 增加管长。 如果采用增加管数的办法,则沿垂直方向管数也增加,冷凝液从上面各排流到下面各排,液膜逐渐增厚,α降低。

27、管内湍流传热,流体内温度梯度最大的部分是在______________,原因是_____________

____________________________________。

滞流底层 滞流底层的传热机理是导热, 流体的导热率一般比较低。

28、在稳态传热中,凡热阻大处其温差也____________。滴状冷凝的给热系数_________膜状冷凝给热系数。

大 大于

29、沸腾传热时,在核状沸腾区壁面与沸腾流体的温差愈大,则?__________。 越大

30、对于间壁式换热器:WcC(pt2?t1)?WhCh(T1?T2)?KA?tm等式成立的条件是 、 、 。

31、下列各种情况下的对流给热系数

空气流速为6m/s时的?1; 空气流速为25m/s 时的?2;水的流速为1.2m/s时的?3; 水的流速为2.5m/s时的?4; 蒸汽膜状冷凝时的?5之间的数值按自大而小的顺序为 ________ > ________ > ________ > ________ > ________。

?5 ?4 ?3 ?2 ?1

32、不需要任何介质的传热称为( )传热。

辐射

33、在列管式换热器中,流体在管内流动称为流经( )。

管程

34、列管式换热器中,流体在( )流动称为流经壳程。

管间 35、能以相同的吸收率且部分地吸收由零到∞的所有波长范围的辐射能的物体称为( )。

灰体

36、在辐射传热中,气体的反射率为( )。 0

37、在辐射传热中,黑体的透过率为( )。 0

38、在辐射传热中,灰体的透过率为( )。 0

39、灰体的辐射能力与同温度下黑体的辐射能力之比,称为物体的( )。

黑度

40、在列管换热器中,若用饱和蒸气加热空气,则传热管的壁温接近( )的温度。

饱和蒸气

41、在列管换热器中,若用饱和蒸气加热空气,则总传热系数K接近( )的对流传热系数。

空气

42、在列管换热器中,若用饱和蒸气加热空气,则空气应走( )。

管内

43、在列管换热器中,若用饱和蒸气加热空气,则饱和蒸气应走( )。

管间

44、判断下列物性数值大小?金属 ____ ?液 ___?气。

> >

四、判断题 (每题1分)

1、在辐射传热中,黑体的反射率为1。 ( × ) 2、对流传热包括强制湍流传热和强制层流传热。 ( × ) 3、滴状冷凝比膜状冷凝效果好。 ( √ ) 4、圆筒壁热传导是传热速率与热通量相等 ( × ) 5、一般固体、液体和气体相比较,导热系数值的大小顺序为固体>气体>液体。 ( × ) 6、夏季人们穿深色衣服不会感觉太热。 ( × ) 7、对流传热仅发生在流体中。 ( × ) 8、流体与固体壁面间对流传热的热阻主要集中在流动边界层。 ( × )

9、一套管换热器逆流操作与并流操作一样。 ( × ) 10、虽然大气层包围着地球,但阳光仍能照射到地球表面,因为空气是透热体。 ( √ )

五、问答题

1、在列管换热器中,拟用饱和蒸气加热空气,传热管的壁温接近哪一种流体的温度? 为什么? (3分) 答: 壁温接近饱和蒸气的温度。 因为

T?TWt?t , 饱和蒸气的?o>>空气的?i,?w11?iAi?oAo则

1?i<<

1?o 所以,T?TW<<tw?t,传热管的壁温接近饱和蒸气(?大)的温度。

2、为什么内部孔隙多的材料保温效果好? (3分)

因为大量的孔隙中包含着导热系数非常小的气体,对导热不利,从而起到了保温的作用。

3、在强化传热的过程中,为什么要想办法提高流体的湍动程度? (3分) 由于对流传热的热阻主要集中在层流底层内,提高流体的湍动程度能减薄层流底层的厚度,可以提高传热效果。

4、在传热实验中,试分析说明饱和水蒸气与管壁间的对流给给热系数(α)如何确定的?并指出相应测试的基本参量有哪些? (4分) 答:Q??A0(Ts?tw)?WcCp(t2?t1)

??WcCp(t2?t1)(Ts?tw)A0

即需测参数:空气流量Wc; 空气进、出口温度(t1、t2); 饱和蒸汽压力,然后查出饱和蒸汽温度Ts ;管壁温(tw)

5、在蒸汽冷凝时,其冷凝液为层流流动,若要提高蒸汽冷凝的给热系数,可考虑采取哪些措施? (4分)

答: 措施一:让液膜和蒸汽同向流动,则磨擦力使液膜流动加速,厚度减薄,从而使增大;

措施二:若为单根管,将垂直放置改为水平放置。若为管束,则需减小垂直列上的管数,或把管子排列旋转一定的角度;

措施三:及时排除不凝气体。

6、 ① 作图定性示出沸腾传热系数?随相应的传热温差Δt(壁面和沸腾液体之间)的变化关系。

② 列管换热器封头装置隔板的作用是什么? (4分) 答:① 如图