【正文】 結(jié)換熱系數(shù)會(huì)減小　　　　　　　　。因此，凝汽器應(yīng)裝設(shè)　　　　　　　　以保證凝汽器的正常工作。 二、名詞解釋1．對(duì)流換熱—— 2．受迫運(yùn)動(dòng)—— 3．自由運(yùn)動(dòng)—— 4．定性溫度—— 5．定型尺寸—— 6．核態(tài)沸騰—— 7．膜態(tài)沸騰—— 8．沸騰換熱臨界點(diǎn)—— 9．膜狀凝結(jié)—— 10．珠狀凝結(jié)—— 三、判斷題1．對(duì)流換熱是導(dǎo)熱和熱對(duì)流綜合作用的結(jié)果。 2．沸騰換熱設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)工作段是膜態(tài)沸騰段。 3．流體沿平板流動(dòng)時(shí)，其流場(chǎng)中主流區(qū)流體的速度保持不變。 4．通常情況下，有相變的對(duì)流換熱比單相流體的對(duì)流換熱強(qiáng)。 5．水在直管中被加熱時(shí)的換熱系數(shù)比在彎管中時(shí)大。 6．相同條件下，水在螺紋管中被加熱時(shí)的換熱系數(shù)比在光管中時(shí)大。 7．導(dǎo)熱和對(duì)流只能在接觸物體間發(fā)生。 四、選擇題1．流體在管內(nèi)受迫流動(dòng)換熱時(shí)，要考慮入口段的影響是在： （1）l/d60時(shí)；　（2）l/d60時(shí)；　（3）l/d=60時(shí)。 2．當(dāng)Pr1時(shí)，速度邊界層厚度δ與溫度邊界層厚度δt的大小關(guān)系是： （1）δδt；?。?）δδt；　（3）δ=δt。 3．當(dāng)管排數(shù)相同時(shí)，下列哪種管束排列方式的凝結(jié)換熱系數(shù)最大：（1）叉排；　?。?）順排；　?。?）輻向排列。 4．沸騰換熱設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)的工作段是： （1）自然對(duì)流段；?。?）核態(tài)沸騰段；?。?）膜態(tài)沸騰段。 5．要考慮蒸汽流速對(duì)凝結(jié)換熱的影響，是在： （1）流速大于10m/s時(shí)；（2）流速小于10m/s時(shí)；（3）流速等于10m/s時(shí)。 6．下列幾種流體對(duì)流換熱系數(shù)的大小順序排列正確的是： （1）α水強(qiáng)制α空氣強(qiáng)制α空氣自然α水沸騰； （2）α水沸騰α空氣強(qiáng)制α水強(qiáng)制α空氣自然； （3）α水沸騰α水強(qiáng)制α空氣強(qiáng)制α空氣自然。 五、問(wèn)答題1．影響對(duì)流換熱的因素主要有哪些？ 2．研究穩(wěn)態(tài)無(wú)相變對(duì)流換熱時(shí)常用哪些準(zhǔn)則？各有何物理意義？ 3．流體受迫運(yùn)動(dòng)換熱應(yīng)該如何增強(qiáng)？ 4．簡(jiǎn)要說(shuō)明蒸汽膜狀凝結(jié)換熱的影響因素。 5．簡(jiǎn)述邊界層理論的基本論點(diǎn)。 6．在對(duì)流溫度差大小相同的條件下，在夏季和冬季，屋頂天花板內(nèi)表面的對(duì)流換熱系數(shù)是否相同?為什么?7．空氣橫掠管束時(shí)，沿流動(dòng)方向管排數(shù)越多，則換熱越強(qiáng)；而蒸汽在水平管束外凝結(jié)時(shí)，沿液膜流動(dòng)方向管束排數(shù)越多，換熱強(qiáng)度卻降低。試對(duì)上述現(xiàn)象作出解釋。 8．冬天時(shí)，當(dāng)你將手伸到室溫下的水中時(shí)會(huì)感到很冷，但手在同一溫度的空氣中時(shí)并無(wú)這樣冷的感覺(jué)，這是為什么？9．何謂沸騰換熱的臨界熱負(fù)荷？它在工程實(shí)踐中有何重要意義？ 10．為什么膜狀凝結(jié)時(shí)，同一管子橫放比豎放時(shí)的換熱系數(shù)較大？ 11．流體在管內(nèi)強(qiáng)制流動(dòng)時(shí)，影響對(duì)流換熱的因素有哪些？ 12．流體橫向流經(jīng)管束時(shí)，影響對(duì)流換熱的因素有哪些？ 六、計(jì)算題1．tf′=℃的水流入L=5m的直管，被加熱到tf″=℃，管直徑d=20mm，水在管內(nèi)流速u=2m/s。求水與管壁間的對(duì)流換熱系數(shù)。（從表中查出λ=102W/m.℃；v=106m2/s；Pr=。并已知準(zhǔn)則方程式中c=，m=，n=，Cl=1，CR=1） 2．試求空氣橫向流過(guò)10排叉排管束的換熱系數(shù)。管外徑為25m，空氣平均溫度為tf=60℃，(λf=102W/m.℃，vf=106m2/s，Prf=)，計(jì)算公式為Nu=.3．有一外徑d=400mm、長(zhǎng)L=4m的橫管，外壁溫度tw=50℃，周圍空氣溫度tf=30℃，空氣自然對(duì)流換熱系數(shù)α=（m2.℃）。求橫管的散熱損失。 4．某鍋爐廠生產(chǎn)的220t/h鍋爐的低溫段管式空氣預(yù)熱器的設(shè)計(jì)參數(shù)為：順排布置，s1=76mm, s2=57mm, 管子外徑d2=38mm，壁厚δ=；空氣橫向沖刷管束，在空氣平均溫度為133℃時(shí)管間最大流速umax=，空氣流動(dòng)方向上的總管排數(shù)為44排。設(shè)管壁平均溫度tw=165℃，求管束與空氣間的對(duì)流換熱系數(shù)。如將管束改為叉排，其余條件不變，則對(duì)流換熱系數(shù)變?yōu)槎嗌伲?5．105Pa下的空氣在內(nèi)徑為76mm的直管內(nèi)流動(dòng)，入口溫度為65℃，管壁的平均溫度為180℃。問(wèn)管子要多長(zhǎng)才能使空氣加熱到115℃？6．一熱水管道豎直地穿過(guò)室溫為20℃的房間。保溫層外徑為20cm，平均壁溫為70℃，高3m。試計(jì)算由于自然對(duì)流而引起的散熱量。 第十章 輻射換熱一、填空題1．物體以電磁波形式向外傳遞能量的過(guò)程稱為　　　　　　　　，被傳遞的能量稱為　　　　　　　　。 2．人們把　　　　　　　　μm到　　　　　　　　μm這一波長(zhǎng)范圍的電磁波稱為熱射線。 3．吸收率α=1的物體稱為　　　　　　　　，反射率ρ=1的物體稱為　　　　　　　　，穿透率τ=1的物體稱為　　　　　　　　。 4．熱輻射中，對(duì)于一般的固體和液體，其τ=　　　　　　　，則α+ρ=　　　　　　　，即固體和液體對(duì)熱射線的吸收和反射幾乎都在　　　　　　　進(jìn)行。 5．氣體對(duì)熱射線的ρ=　　　　　　　　，則α+τ=　　　　　　　　。 6．黑體的吸收率α=　　　　　　　　，黑度ε=　　　　　　　　。 7．黑體的輻射力Eb=　　　　　　　　W/m2，實(shí)際物體的輻射力E=　　　　　　　　W/m2。 8．有效輻射指的是　　　　　　　　和　　　　　　　　之和。 9．輻射力大的物體，其吸收率就　　　　　　　　，同溫度下　　　　　　　　的輻射力最大。 10．角系數(shù)只取決于換熱物體的　　　　　　　　、　　　　　　　　和　　　　　　　　，而與物體的性質(zhì)和溫度等無(wú)關(guān)。 11．熱射線包括　　　　　　　　、　　　　　　　　和　　　　　　　　。 12．基爾霍夫定律可表示為E/α=　　　　　　　　=　　　　　　　　。 13．兩物體輻射換熱中，角系數(shù)的相對(duì)性可表示為：　　　　　　　　。 14．兩無(wú)限大平行平板間輻射換熱的系統(tǒng)黑度εn=　　　　　　　　。 15．兩平行平板輻射換熱中在加入一塊黑度與壁面黑度相同的遮熱板后，換熱量將減少為原來(lái)的　　　　　　　??；當(dāng)加入n塊黑度與壁面黑度相同的遮熱板后，換熱量將減少為原來(lái)的　　　　　　　　。二、名詞解釋1．熱輻射： 2．輻射力： 3．黑體： 4．黑度： 5．灰體： 6．有效輻射： 7．角系數(shù)X1,2： 8．遮熱板： 三、判斷題1．灰體的吸收率恒等于同溫度下的黑度。 2．有效輻射是指該輻射體本身的輻射力。 3．輻射空間熱阻的大小與輻射表面的性質(zhì)及溫度均無(wú)關(guān)。 4．同溫度下黑體的輻射力最大。 5．當(dāng)物體的熱力學(xué)溫度升高一倍時(shí)，其輻射能力將增大到原來(lái)的四倍。 6．黑體、白體與灰體是根據(jù)物體的顏色來(lái)區(qū)分的。 7．輻射角系數(shù)是一純幾何因子，與輻射表面的性質(zhì)及溫度均無(wú)關(guān)。 8．遮熱板的黑度越小，其遮熱效果越好。 四、選擇題1．對(duì)具有一定厚度的耐火材料、磚、木材等，它們對(duì)熱射線是： （1）透明的；　?。?）不透明的；　　（3）絕熱的。 2．純凈的空氣可視為： （1）透明體；　　（2）白體；　　　　（3）黑體。 3．當(dāng)物體的熱力學(xué)溫度升高一倍時(shí)，其輻射能力將增大到原來(lái)的　　　　　　倍： （1）四倍；　　?。?）八倍；　　　?。?）十六倍。 4．熱射線中不包括下列哪種電磁波： （1）X射線；　　?。?）可見(jiàn)光；　　　（3）紅外線。 5．從基爾霍夫定律得出α=ε，下列說(shuō)法正確的是：（1）說(shuō)明吸收率和黑度具有相同的意義； （2）說(shuō)明吸收率在數(shù)值上等于黑度，但意義不同； （3）不能說(shuō)明什么問(wèn)題。 6．有一灰體，其黑度ε=，則其吸收率應(yīng)為： （1）α=；　?。?）α=；　　?。?）α。 五、問(wèn)答題1．與導(dǎo)熱和對(duì)流換熱相比，熱輻射過(guò)程有何特點(diǎn)？ 2．如何增強(qiáng)與削弱輻射換熱？ 3．氣體熱輻射有什么特點(diǎn)？ 4．畫出兩灰體表面組成的封閉系統(tǒng)的輻射換熱網(wǎng)絡(luò)圖，并標(biāo)出各熱阻的數(shù)學(xué)表達(dá)式。 5．保溫瓶的夾層玻璃表面，為什么要鍍一層反射比很高的的材料？ 六、計(jì)算題1．某物體的黑度ε=，求當(dāng)t=800℃時(shí)的輻射力？2．有一空氣夾層，熱表面t1=300℃，冷表面t2=50℃，兩表面的黑度ε1=ε2=。求此夾層單位表面積的輻射換熱量（按平行平板計(jì)算）。 =50mm、長(zhǎng)L=8m的鋼管。若鋼管表面溫度t1=250℃，黑度ε1=；磚槽壁溫t2=27℃，黑度ε2=。試計(jì)算鋼管的輻射熱損失。4．房?jī)?nèi)有一長(zhǎng)10m的蒸汽管道，外徑d=300mm，表面黑度ε1=，表面溫度t1=75℃，房?jī)?nèi)空氣溫度t2=27℃。求蒸汽管道的輻射散熱損失。第十二章 換熱器一、填空題1．換熱器按傳熱原理分為　　　　　　　　、　　　　　　　　及　　　　　　　　三種類型。 2．換熱器傳熱計(jì)算分為　　　　　　　　計(jì)算和　　　　　　　　計(jì)算兩種。 3．換熱器傳熱計(jì)算的熱平衡方程式為：Φ=　　　　　　　　=　　　　　　　　。 4．表面式換熱器中，冷、熱流體流動(dòng)方式可分為　　　　　　　　、　　　　　　　　和　　　　　　　　。 5．表面式換熱器的算術(shù)平均溫差△t=　　　　　　　　。 6．表面式換熱器的對(duì)數(shù)平均溫差△tm=　　　　　　　　。 7．表面式換熱器中冷、熱流體無(wú)相變，且進(jìn)出口溫度相同時(shí)，△tm逆　　　　　　△tm順。在傳熱量和傳熱系數(shù)一定時(shí)，A逆　　　　　　A順。（填大于或小于） 二、名詞解釋1．換熱器—— 2．表面式換熱器—— 3．回?zé)崾綋Q熱器—— 4．混合式換熱器—— 三、判斷題1．換熱器校核計(jì)算的目的是計(jì)算換熱面積。 2．換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算的目的是計(jì)算流體出口溫度。 3．表面式換熱器中流體之一為相變換熱時(shí)，其對(duì)數(shù)平均溫差與冷、熱流體的流動(dòng)方式無(wú)關(guān)。 4．表面式換熱器中，條件相同且流體無(wú)相變時(shí)，冷、熱流體采用順流布置的對(duì)數(shù)平均溫差最大，逆流最小，交叉流介于二者之間。 5．工程中應(yīng)用最廣泛的換熱器類型是表面式換熱器。 四、選擇題1．三種類型的換熱器，工程中使用最多的是： （1）表面式；　　（2）混合式；　?。?）回?zé)崾健?2．要使t2〞t1〞，表面式換熱器中冷、熱流體應(yīng)采用： （1）順流布置方式；　（2）逆流布置方式；?。?）叉流布置方式。 3．換熱器中流體之一為相變換熱時(shí)，其對(duì)數(shù)平均溫差與冷、熱流體的流動(dòng)方式： （1）有關(guān)；　　?。?）無(wú)關(guān)。 4．表面式換熱器中，條件相同時(shí)，順流布置的傳熱面積A順與逆流布置的傳熱面積A逆相比較（無(wú)相變傳熱）： （1）A順〈A逆；?。?）A順〉A(chǔ)逆；?。?）A順=A逆。 5．電廠中下列設(shè)備屬混合式換熱器的是： （1）汽包；　?。?）凝汽器；　?。?）除氧器；　?。?）過(guò)熱器。 五、問(wèn)答題1．表面式換熱器內(nèi)冷、熱流體采用順流和逆流布置各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？ 2．簡(jiǎn)要說(shuō)明采用平均溫差法進(jìn)行表面式換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算的步驟。 3．某人設(shè)計(jì)了一臺(tái)用高溫?zé)煔鈦?lái)加熱冷水的換熱器，但設(shè)備投入運(yùn)行一段時(shí)間后，出力下降，試分析其原因何在？為使其能達(dá)到設(shè)計(jì)任務(wù)要求，在設(shè)計(jì)及運(yùn)行中應(yīng)采取一些什么措施？ 4．換熱器的對(duì)數(shù)平均溫差與算術(shù)平均溫差的主要區(qū)別在哪里？ 六、計(jì)算題1．計(jì)算水—油表面式換熱器的傳熱面積。（用對(duì)數(shù)平均溫差計(jì)算） 水側(cè)：t2ˊ=℃，t2〞=℃，qm2=，cp2=(kg.℃)； 油側(cè)：t1ˊ=110℃，t1〞=℃。換熱器的傳熱系數(shù)為340W/（m2.℃）.2．用對(duì)數(shù)平均溫差計(jì)算逆流式冷油器的傳熱面積。 水側(cè)：t2ˊ=10℃，qm2=，cp2=(kg.℃)； 油側(cè)：t1ˊ=80℃，t1〞=42℃，qm1=8000Kg/h，cp1=2KJ/(kg.℃)。換熱器的傳熱系數(shù)為600W/（m2.℃）.3．計(jì)算一逆流式換熱器的傳熱面積。（用對(duì)數(shù)平均溫差計(jì)算） 管內(nèi)水側(cè)：t1ˊ=80℃， t1〞=45℃，qm1=50kg/s，cp1=(kg.℃)，а1=500W/（m2.℃）； 管外空氣側(cè)：t2ˊ=25℃，t2〞=35℃，а2=50W/（m2.℃）； 管子：d1=100mm，d2=120mm，λ=36W/（m.℃）.4．求低壓加熱器的傳熱面積。 汽側(cè)：t1ˊ= t1〞=℃，qm1=，а1=6379W/（m2.℃）； 水側(cè)：t2ˊ=40℃，t2〞=90℃， qm2=200000Kg/h， cp2=(kg.℃)，а2=8490W/（m2.℃）。換熱器的傳熱系數(shù)為600W/（m2.℃）； 加熱器管子采用：d1=18mm，d2=20mm，λ=93W/（m.℃）.5．某殼管式換熱器，殼側(cè)熱流體的進(jìn)、出口溫度分別為300℃和150℃，管側(cè)冷流體的進(jìn)、出口溫度分別為350℃和85℃。求該換熱器分別為逆流式換熱器、順流式換熱器、叉流式換熱器（兩種流體均非混合）時(shí)的平均傳熱溫差。 6．一油冷卻器是由外徑為15mm、壁厚1mm的銅管制成的殼管式換熱器，銅管叉排排列。在油冷卻器中，密度為879kg/m3，比熱容為1950J/(kg℃)，流量為39m3/h的30號(hào)透平油從t1′=℃，冷卻到t1″=45℃。冷卻水在油冷卻器管內(nèi)流過(guò)，進(jìn)口溫度t2′=33℃，溫升為4℃，兩個(gè)流程，換熱系數(shù)a1=4480W/(m2℃)。油在管外的隔板間流過(guò)，對(duì)流換熱系數(shù)a2=452W/(m2℃)。試求所需的傳熱面積。