第四章传热习题

第四章传热习题传热习题1：传热的基本方式有、和三种。答案与评分标准热传导热对流热辐射（每个空1分，共3分）传热习题2：导热系数的物理意义是，它的单位是。答案与评分标准单位温度梯度下的热传导通量（2分），W/(m﹒℃)(1分)（共3分）传热习题3：各种物体的导热系数大小顺序为。答案与评分标准金属λ﹥非金属固体λ﹥液体λ﹥气体λ。（2分）传热习题4：在湍流传热时，热阻主要集中在，因此，减薄该层的厚度是强化的重要途径。答案与评分标准滞流内层对流传热（每个空1分，共2分）传热习题5：对流传热速率方程的表达式为，其中温度差代表。答案与评分标准tSQ(1分)，流体与壁面（或反之）间温度差的平均值（2分）（共3分）传热习题6：在间壁式换热器中，间壁两边流体都变温时，两流体的流动方向有、、和四种。答案与评分标准并流逆流错流折流（每个空1分，共4分）传热习题7：对流传热系数的主要影响因素有（1）（2）（3）（4）（5）。答案与评分标准1、流体的种类和相变化的情况2、流体的性质3、流体流动的状态4、流体流动的原因5、穿热面的形状、分布和大小（每个空1分，共5分）传热习题8：无相变时流体在圆形直管中作强制湍流传热，在α=0.023λ/diRe0.8Prn公式中，n是为校正的影响。当流体被加热时，n取，被冷却时n取。答案与评分标准热流方向0.40.3传热习题9：某化工厂，用河水在一间壁式换热器内冷凝有机蒸汽，经过一段时间运行后，发现换热器的传热效果明显下降，分析主要原因是。答案与评分标准传热壁面上形成污垢，产生附加热阻，使K值下降。（2分）传热习题10：当管壁及污垢热阻可忽略时，薄管壁求K公式可简化为：10111K此时若10，则有。答案与评分标准0K（1分）传热习题11：努塞尔特准数Nu表示的准数，其表达式为，普兰特准数Pr表示的准数，其表达式为。答案与评分标准对流传热系数lNu物性影响PCPr传热习题12：蒸汽冷凝有和两种方式。答案与评分标准膜状冷凝滴状冷凝（每个空1分，共2分）传热习题13：总传热系数的倒数K1代表，提高K值的关键是。答案与评分标准间壁两侧流体间传热的总热阻设法减小起决定作用的分热阻传热习题14：在卧式管壳式换热器中，用饱和水蒸气加热原油，则原油宜走程，而总传热系数K接近于的对流传热系数。答案与评分标准管原油（每个空1分，共2分）传热习题15：在管壳式换热器中，当两流体的温差超过时就应该采取热补偿措施。其基本形式有、和。答案与评分标准50℃带补偿圈的固定管极式U型管式浮头式传热习题16：写出四种间壁式换热器的名称、、及。答案与评分标准套管式、管壳式、平板式、翅片管式（每个空1分，共4分）传热习题17：两流体可作严格逆流的换热器是()A板翅式换热器BU型管式列管换热器C浮头式列管换热器D套管式换热器答案与评分标准D(1分)传热习题18：管壁及污垢热阻可略,对薄管壁来说,当两流体对流体热系数相差悬殊时(如0i),为有效提高K值，关键在于（）A提高iB提高0C减小垢层热阻D提高管内流体流量答案与评分标准B(1分)传热习题19：双层平壁定态热传导，两层壁厚面积均相等，各层的导热系数分别为1和2，其对应的温度差为1t和2t，若1t2t，则1和2的关系为（）A12B12C1=2D无法确定答案与评分标准A(2分)传热习题20：空气、水、铁的导热系数分别是λ1、λ2和λ3，其大小顺序是（）Aλ1λ2λ3Bλ1λ2λ3Cλ2λ3λ1Dλ2λ3λ1答案与评分标准B(1分)传热习题21：对流体热速率=系数×推动力，其中推动力是（）A两流体的温度差B流体与壁面（或反之）间的温度差C同一流体的温度差D流体的速度差答案与评分标准B(1分)传热习题22：计算液体无相变时在圆直管内对流传热系数，若可采用公式nrpNu8.0Re023.0,式中指数n为（）A0.4B0.3C被加热时为0.4，被冷却时为0.3D被加热时为0.3，被冷却时0.4答案与评分标准C(1分)传热习题23：水在无相变时在圆形管中强制湍流，对流传热系数i为1000W/（m2.℃）若将水的流量增加1倍，而其他条件不变，则i为（）A2000B1741C不变D500答案与评分标准B(2分)传热习题24：对间壁两侧流体一侧恒温,另一侧变温的传热过程,逆流和并流时mt大小为()A逆mt并mtB逆mt并mtC逆mt=并mtD无法确定答案与评分标准C(2分)传热习题25：保温材料应采用导热系数小的材料制作()答案与评分标准(对)(1分)传热习题26：管壳式换热器的传热面积既是管子截面积,可按照24idnS来计算()答案与评分标准(错)(1分)传热习题27：在对流传热时，热阻主要集中在缓冲层（）答案与评分标准（错）（1分）传热习题28：努塞尔特准数的表达式为Nu（），普兰特准数的表达式为prCP（）答案与评分标准（错）（对（每个1分，共2分）传热习题29：导热系数λ，对流传热系数及总传热系数K都是表征物质性能的参数（）答案与评分标准（错）（1分）传热习题30：对于符合121)11(K情况来说,若21时,要提高K值时则主要用提高1的值（）答案与评分标准（对）（1分）传热习题31：换热器应采用导热系数大的材料来制造（）答案与评分标准（对）（1分）传热习题32：管壳式换热器设计时，腐蚀性的流体宜走管程（），而饱和水蒸气冷凝时宜走壳程（）答案与评分标准（对）（对）传热习题33：何谓热对流？它又可分为哪两类？何谓对流传热？答案与评分标准答：热对流是指流体中质点发生相对位移而引起的热量传递。（2分），它又可分为强制对流和自然对流两类（1分）。通常，对流传热是指流体与固体壁面间的传热过程，它是热对流和热传导的结合（3分）（共6分）传热习题34：管壳式换热器主要由那些部件所构成？它的传热面积如何计算？答案与评分标准答：管壳式换热器主要由壳体、管束、管板、挡板和封头等部件构成。（3分）传热面积dLnSm2(1分)（共4分）传热习题35：何谓定态传热？有什么特点？答案与评分标准答：在传热系统（如换热器）中温度分布不随时间而变的传热过程称为定态传热，（2分）它的特点是通过传热表面的传热速率为常量（2分）（共4分）传热习题36：傅立叶定律的表达式如何？简述式中各项含义及单位。答案与评分标准答：傅立叶定律的表达式为ntdsdQ（2分）式中：Q-----热传导速率，Wnt------温度梯度，℃/mS------等温表面的面积，m2λ-----比例系数，称为导热系数)/(cmw负号表示热流方向总是和温度梯度的方向相反（4分）（共6分）传热习题37：圆筒壁的定态热传导与平壁的定态热传导有何区别？答案与评分标准答：圆筒壁热传导与平壁热传导的区别是圆筒壁的传热面积不是常量，是随半径而变的，且温度也是沿半径方向变化的。传热习题38：写出当采用平均对流传热系数时的对流传热速率方程，并说明各量的含义及单位。答案与评分标准答：当采用平均对流传热系数时，对流传热速率方程可表示为tSQ（1分）Q：通过传热面积S的对流传热速率，W（1分）：平均对流传热系数)/(2℃mW（1分）S：对流传热面积m2(1分)t:流体与壁面（或反之）间温度差的平均值℃(1分)(共5分)传热习题39：对流传热系数的物理意义是什么？它的单位是什么？它与导热系数有何不同？答案与评分标准答：由tSQ可知，对流传热系数表示在单位温度差下单位传热面积的对流传热速率，其单位为),/(2℃mw越大，表示地流传热越快。（4分）它与导热系数λ不同，它不是物性，而是受多种因素影响的一个参数。（2分）传热习题40：总传热系数K的物理意义是什么？影响K值的主要因素有哪些？在设计换热器时，K值有哪些来源？答案与评分标准答：K的物理意义是：K在数值上等于单位传热面积、单位温度差下的传热速率。（2分）影响K值的主要因素有流体的物性、操作条件和换热器的类型（2分）。在设计换热器时，K值的来源主要有：（1）选用生产实际的经验值（2）实验查定（3）计算K值（2分）（共6分）传热习题41：若热流体走管内，冷流体走管外，两流体通过间壁的传热包括那几个过程？答案与评分标准答：包括以下三个过程：1热流体以对流传热方式将热量传给管内壁（2分）2热量由内壁面以热传导方式传给外壁面（2分）3热量由外壁面以对流传热的方式传给冷流体（2分）传热习题42：在使用实验得到的关联式时，应注意哪几点？答案与评分标准答：应注意三点。1应用范围关联式中Re、Pr等的数值范围2特征尺寸Nu、Re等准数中l应如何取定3定性温度各准数中流体的物性应按什么温度来确定传热习题43：换热器为何应定期清洗？答案与评分标准答：换热器运行一段时间后，传热壁面常有污垢积存，对传热产生附加热阻，使K值下降。通常污垢热阻较壁面热阻要大，因此在设计中必须考虑其影响，运行中的换热器应定期清洗。（5分）传热习题44：简述总传热速率方程的重要性。答案与评分标准答：总传热速率方程tmKSQ是传热基本方程，可以此方程为基础，将传热的主要内容联系起来，该式和热量横算式结合可解决工程上大部分的传热计算问题。（4分）传热习题45：简述何谓强化传热？有哪三个主要途径？答案与评分标准答：强化传热是指提高冷热流体间的传热速率。（2分）强化传热的主要途径有三方面：1增大总传热系数K，这是强化传热的重点。（1分）2增大传热面积S（1分）3增大平均温度差mt（1分）传热习题46：一红砖平面墙厚度为500mm，一侧壁面温度为200℃，另一侧壁面温度为30℃，红砖的导热系数可取为0.57/W（m℃）。求：（1）通过平壁的热传导通量q。（2）平壁内距离高温侧350mm处的温度，℃。答案与评分标准解：（1）求q已知2001t℃，302t℃，mmb5.0，57.0/W（m℃）单层平壁热传导通量221/19457.05.030200mWbttq（2分）（2）设平壁内距离350mm处的温度为t，则有：19457.035.0200tq（2分）解得：81℃57.035.0194200t（1分）