【正文】 的對(duì)流傳熱系數(shù)。 管；原油若間壁一側(cè)流體的傳熱膜系數(shù)遠(yuǎn) 遠(yuǎn)小于另一側(cè)流體的傳熱膜系數(shù)，為了提高熱流量，應(yīng)著重考慮改善 一側(cè)的傳熱條件。 2用飽和蒸氣加熱某有機(jī)化合物時(shí)，逆流的平均溫差應(yīng) 流時(shí)的平均溫差。（=，） =2流體的湍流程度越大，則傳熱過程的傳熱膜系數(shù)越 。 大2多層壁穩(wěn)定導(dǎo)熱中，若某層的熱阻最大，則該層兩側(cè)的溫差 。 最大2在臥式列管換熱器中用飽和水蒸氣冷凝加熱原油，則水蒸汽宜在 流動(dòng)，傳熱壁面的溫度接近于 溫度。 殼程；水蒸汽2對(duì)雙層平壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程，壁厚相同，各層的導(dǎo)熱系數(shù)分別為和，其對(duì)應(yīng)的溫差分別為和，若 ，則 。 2某化工廠，用河水在一間壁式換熱器內(nèi)冷凝有機(jī)蒸汽，經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)行后，發(fā)現(xiàn)換熱器的傳熱效果明顯下降，分析主要原因是 。傳熱壁面上形成污垢，產(chǎn)生附加熱阻，使K值下降2蒸汽冷凝有 和 兩種方式。 滴狀冷凝；膜狀冷凝2液體沸騰有 和 兩種方式。 泡核沸騰；膜狀沸騰2現(xiàn)有一換熱器，原油在管外流動(dòng)，進(jìn)口溫度為120 176。C，出口溫度為160 176。C；機(jī)油在管內(nèi)流動(dòng)，進(jìn)口溫度為245 176。C，出口溫度為175 176。C。則逆流時(shí)平均溫度差約為 。69 176。C水與苯通過間壁換熱器進(jìn)行換熱。水從20 ℃升至30 ℃，苯由80 ℃降至40 ℃，則逆流時(shí)平均溫度差為 。 ℃3換熱器在使用一段時(shí)間后，傳熱速率會(huì)下降很多，這往往是由于 的緣故。傳熱管表面有污垢積存3有一列管式熱交換器，熱流體進(jìn)、出口溫度分別為280 ℃和80 ℃，冷流體進(jìn)、出口溫度分別為40 ℃和190 ℃。對(duì)這種換熱，必須采用 操作方式進(jìn)行，其傳熱平均溫度差為 。 逆流； ℃3當(dāng)管壁及污垢熱阻可忽略時(shí)，薄管壁求K公式可簡化為：此時(shí)若，則有 。 。3判斷下列各組物性數(shù)值大?。簂金屬 l液 l氣；m液 m氣 ；；3判斷下列各組物性數(shù)值大?。簉汽 r液；r10℃ r100℃（水蒸氣汽化潛熱） ；3現(xiàn)有一換熱器，原油在管外流動(dòng)，進(jìn)口溫度為120 176。C，出口溫度為160 176。C；機(jī)油在管內(nèi)流動(dòng)，進(jìn)口溫度為245 176。C，出口溫度為175 176。C。則并流時(shí)平均溫度差= 。52 176。C3水與苯通過間壁換熱器進(jìn)行換熱。水從20 ℃升至30 ℃，苯由80℃降至40 ℃，則并流時(shí)平均溫度差為 。 ℃三、判斷保溫材料應(yīng)采用導(dǎo)熱系數(shù)小的材料制作。( )對(duì)管殼式換熱器的傳熱面積既是管子截面積，可按照來計(jì)算。( )錯(cuò)在對(duì)流傳熱時(shí)，熱阻主要集中在緩沖層。（ ）錯(cuò)導(dǎo)熱系數(shù)λ，對(duì)流傳熱系數(shù)及總傳熱系數(shù)K都是表征物質(zhì)性能的參數(shù)。（ ）錯(cuò)對(duì)于符合情況來說，若時(shí),要提高K值時(shí)則主要用提高的值。（ ）對(duì)換熱器應(yīng)采用導(dǎo)熱系數(shù)大的材料來制造。（ ）對(duì)管殼式換熱器設(shè)計(jì)時(shí)，而飽和水蒸氣冷凝時(shí)宜走殼程。（ ）對(duì)滴狀冷凝比膜狀冷凝效果好。 （ ） 對(duì)一般固體、液體和氣體相比較，導(dǎo)熱系數(shù)值的大小順序?yàn)楣腆w＞氣體＞液體。（ ）錯(cuò)對(duì)流傳熱僅發(fā)生在液體中。 （ ）錯(cuò)四、名詞解釋：導(dǎo)熱若物體各部分之間不發(fā)生相對(duì)位移，僅借分子、原子和自由電子等微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)而引起的熱量傳遞稱為熱傳導(dǎo)（導(dǎo)熱）。對(duì)流傳熱熱對(duì)流是指流體各部分之間發(fā)生相對(duì)位移、冷熱流體質(zhì)點(diǎn)相互摻混所引起的熱量傳遞。熱對(duì)流僅發(fā)生在流體之中，而且必然伴隨有導(dǎo)熱現(xiàn)象。輻射傳熱任何物體，只要其絕對(duì)溫度不為零度（0K），都會(huì)不停地以電磁波的形式向外界輻射能量，同時(shí)又不斷地吸收來自外界物體的輻射能，當(dāng)物體向外界輻射的能量與其從外界吸收的輻射能不相等時(shí)，該物體就與外界產(chǎn)生熱量的傳遞。這種傳熱方式稱為熱輻射。傳熱速率單位時(shí)間通過單位傳熱面積所傳遞的熱量（W/m2）等溫面 溫度場(chǎng)中將溫度相同的點(diǎn)連起來，形成等溫面。等溫面不相交。五、簡答題：（本題4分）何謂定態(tài)傳熱？有什么特點(diǎn)？答：在傳熱系統(tǒng)（如換熱器）中溫度分布不隨時(shí)間而變的傳熱過程稱為定態(tài)傳熱，（2分）它的特點(diǎn)是通過傳熱表面的傳熱速率為常量（2分）（本題4分）傅立葉定律的表達(dá)式如何？簡述式中各項(xiàng)含義及單位。答：傅立葉定律的表達(dá)式為（2分）式中：熱傳導(dǎo)速率，W 溫度梯度，℃/m S等溫表面的面積，m2 λ比例系數(shù)，稱為導(dǎo)熱系數(shù) 負(fù)號(hào)表示熱流方向總是和溫度梯度的方向相反（2分）（本題6分）對(duì)流傳熱系數(shù)的物理意義是什么？它的單位是什么？它與導(dǎo)熱系數(shù)有何不同？答：由可知，對(duì)流傳熱系數(shù)表示在單位溫度差下單位傳熱面積的對(duì)流傳熱速率，其單位為越大，表示地流傳熱越快。（4分）它與導(dǎo)熱系數(shù)λ不同，它不是物性，而是受多種因素影響的一個(gè)參數(shù)。（2分）（本題3分）若熱流體走管內(nèi)，冷流體走管外，兩流體通過間壁的傳熱包括那幾個(gè)過程？答：包括以下三個(gè)過程：1 熱流體以對(duì)流傳熱方式將熱量傳給管內(nèi)壁（1分）2 熱量由內(nèi)壁面以熱傳導(dǎo)方式傳給外壁面（1分）3 熱量由外壁面以對(duì)流傳熱的方式傳給冷流體（1分）（本題4分）換熱器為何應(yīng)定期清洗？答：換熱器運(yùn)行一段時(shí)間后，傳熱壁面常有污垢積存，對(duì)傳熱產(chǎn)生附加熱阻，使K值下降。通常污垢熱阻較壁面熱阻要大，因此在設(shè)計(jì)中必須考慮其影響，運(yùn)行中的換熱器應(yīng)定期清洗。（4分）（本題5分）簡述何謂強(qiáng)化傳熱？有哪三個(gè)主要途徑？答：強(qiáng)化傳熱是指提高冷熱流體間的傳熱速率。（2分）強(qiáng)化傳熱的三個(gè)主要途徑是：（1）增大總傳熱系數(shù)K，這是強(qiáng)化傳熱的重點(diǎn)。（1分）（2）增大傳熱面積A（1分）（3）增大平均溫度差（1分）（本題3分）蒸汽冷凝加熱時(shí)，蒸汽中的不凝氣體有何影響？答：不凝氣體的存在會(huì)使蒸汽冷凝的傳熱系數(shù)大大降低，使傳熱效率下降。（本題3分）在套管式換熱器中用飽和水蒸汽加熱空氣，若加大空氣流量則總傳熱系數(shù)如何變化？為什么？答：加大空氣流量會(huì)使總傳熱系數(shù)增大。（1分）因?yàn)榱髁吭龃?，湍?dòng)程度增大，層流底層變薄，從而使熱阻減小，總傳熱系數(shù)增大。（2分）（本題3分）對(duì)流傳熱與熱對(duì)流的區(qū)別是什么？答：對(duì)流傳熱是冷、熱流體在固體壁面兩側(cè)流動(dòng)時(shí)，熱量透過壁面進(jìn)行傳遞的過程。而熱對(duì)流是熱量傳遞的一種基本方式，是熱量由于流體質(zhì)點(diǎn)的相對(duì)位移而進(jìn)行傳遞。為什么內(nèi)部孔隙多的材料保溫效果好? （3分）因?yàn)榇罅康目紫吨邪鴮?dǎo)熱系數(shù)非常小的氣體，且流動(dòng)受到限制，對(duì)傳熱不利，從而起到了保溫的作用五、計(jì)算題：（本題8分）、80 ℃的有機(jī)苯，通過一換熱器冷卻到40 ℃；冷卻水初溫為30 ℃，出口溫度不超過35 ℃。假設(shè)熱損失可略，已查出在平均溫度下，(kg℃)。求：（1）冷卻水用量m3/h？（2）在（1）題中如將冷卻水的流量增加到6 m3/h，問此時(shí)冷卻水的終溫將是多少？解：（1）∵∴4分 （2）若則 4分（本題8分）有一列管換熱器由φ25 mm，長為3 m的60根鋼管組成。熱水走管內(nèi)，其進(jìn)、出口溫度分別為70 ℃和30 ℃；冷水走管間，其進(jìn)、出口溫度分別為20 ℃和40 ℃， Kg/s。兩流體作逆流流動(dòng)， KJ/（Kg℃），換熱器的熱損失可忽略。求：總傳熱系數(shù)K0。解:由總傳熱速率方程可知: = 2分 2分℃ 2分 2分（本題8分）有一傳熱面積A0為15 m2的管殼式換熱器中，殼程通入飽和水蒸汽以加熱管內(nèi)空氣。150 ℃的飽和水蒸汽冷凝為同溫度下的水排出。 Kg/s，其進(jìn)口溫度為30 ℃， KJ/（Kg℃），空氣對(duì)流傳熱系數(shù)87 W/（m2℃），換熱器熱損失可略。求空氣的出口溫度t2。解： ① 2分其中：，因?yàn)檎羝淠?，所以? 2分蒸汽溫度，空氣的進(jìn)口溫度∴ 2分以上各量代入①式可得：即解出： t2=℃ 2分（本題8分）某單程列管式換熱器，其換熱管為mm的不銹鋼管，管長為3 m，管數(shù)為32根。在該換熱器中，用25 ℃的水將殼程的110 ℃的某有機(jī)蒸汽冷凝成同溫度的液體，該有機(jī)蒸汽的冷凝傳熱系數(shù)為 W/(m2℃)。水的流量為15000 kg/h， kJ/(kg℃)；管壁與水的對(duì)流傳熱系數(shù)為1000 W/(m2℃)；不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)為17 W/(m℃)。試求： 1．總傳熱系數(shù)；2．水的出口溫度。解：解：求總傳熱系數(shù) 2分2．水的出口溫度 （1） 2分 m2 2分代入（1）式，得 解出 ℃ 2分（本題8分）列管試換熱器，傳熱面積為100 m2用作鍋爐給水和原油之間的換熱，已知水的質(zhì)量流量550 kg/min,進(jìn)口溫度35 ℃，出口75 ℃ 油的進(jìn)、出口溫度為150 ℃、65 ℃，計(jì)算得出K=250 W/。問采用逆流操作換熱器是否適用？解： 2分 逆流操作，所以 2分又∵ ∴ 3分∵ ∴不適用 1分（本題8分）95 ℃的水在一根d外/d內(nèi)2的管子中流動(dòng)，已知距入口100 m處溫度t=55℃。試求入口50 m處水的溫度為多少？設(shè)空氣的溫度為25 ℃。解： 　 ① 1分 　　 　② 1分　　　?、?②得：，其中 4分解得： 2分（本題10分）在逆流換熱器中，用初溫為20 ℃ kg/s的液體（ kJ/(kg．℃、密度為850 kg/m3）由80 ℃冷卻到30 ℃。換熱器的列管直徑為φ25 mm mm，水走管方。 kW/(m2．℃) kW/(m2．℃)，管壁熱阻和污垢熱阻可忽略。若水的出口溫度不能高于50 ℃，試求：（1）以列管外表面計(jì)的總傳熱系數(shù)；（2）換熱器的傳熱面積。解：（1）2分 ℃)1分 （2）2分 ℃2分 2分 1分（本題10分）有一列管換熱器由φ25 mm長2 m的26根鋼管組成，用120 ℃飽和水蒸汽加熱冷液體，該液體走管內(nèi)，進(jìn)口溫度25 ℃ , kJ/(kg℃),流量18600 kg/h；104 W/(m℃)，管內(nèi)對(duì)流傳熱熱阻為管外蒸汽冷凝時(shí)傳熱熱阻的6倍，求：冷液體出口溫度?（熱損失、管壁及污垢熱阻忽略）解：因?yàn)楹雎詿釗p失、管壁熱阻、污垢熱阻，管內(nèi)對(duì)流傳熱熱阻為管處蒸汽泠凝熱阻的6倍，即，所以 2分 2分