化工原理传热练习题(DOC)VIP免费

传热概念：1、传热的三种基本方式2、如何测定及如何提高对流传热的总传热系数K4、如何强化传热计算公式（1）热量衡算（有相变、无相变）K的计算、平均温度差、总传热速率方程、传热面积的计算（判别是否合用）（例4－8）（2）流体在圆形管内作强制湍流流动时a计算式（公式、条件），粘度卩对a的影响。（3）实验测K（例4—9）（4）换热器操作型问题（求流体出口温度，例4－10）二实验题（10）1．利用过热蒸汽进行传热实验的过程中，若运行一段时间后，传热膜系数下降，可能的原因是什么？如何解决？2.蒸汽冷凝传热时，为什么要排放不凝性气体？内管壁温接近于哪一侧流体的温度？3.为了提高换热器的总传热系数K,应提高空气侧，还是水侧的a和S?为什么？换热器中冷热流体的流动方向有几种，当选择流向时应如何考虑？4．阐述液体沸腾曲线的基本形状，一般沸腾应处于什么状态才能达到较好的换热效果？1、（4分）换热器中冷热流体的流动方向有：逆流，并流，折流和错流。（1分）当采用逆流时，在传热量和总换热系数一定的情况下，换热器的传热面积较小，另外，采用逆流还可以节省加热介质或冷却介质的用量。通常，换热器尽可能采用逆流操作。（1分）当某些特殊工艺要求时，对流体的温度有所限制，如冷流体被加热时不能超过某一温度，或热流体被冷却时不能低于某一温度时，可采用并流。（1分）采用折流或错流时，主要是为了满足换热器的结构要求，或提高总传热系数。（1分）2、（6分）液体沸腾曲线主要包括自然对流、泡状沸腾和膜状沸腾。（3分）一般沸腾应处于泡状沸腾状态才能达到较好的效果，此时传热系数和热通量都较大。（3分）5．灰体的定义及特点6、设计一套实验装置要求既可以测量总传热系数，又可同时测量对流传热系数，标注仪表、仪器名称。并简要说明试验步骤，需要测量那些参数。？三计算题（60分）3（20分）在一列管式换热器内用水冷却苯。苯走管程，流量为1.5kg/s,由80oC被冷却至30oC。冷却水在壳程内呈湍流流动，且与苯逆流流动，其进口温（3其中，Q二（2K二1dbd1O+4+ad九d103]=490.5[W/（m2K）]（3分）252.5x10-3x251++a900x2045x22.5170At—At]At30-10”莎=18.2（°C）ln（3142.5x103兀KdLAt3.14x490.5x25x10-3x3x18.2二（2(2)若其它条件不变,冷却水的流量变为原来的两倍，则a'=20.8x1700=2959.870W/（m2K）（2同理可得，11b"d1+4+-a九da'im0=559.1[W/（3（2度为20oC,出口温度为50oCo已估算出苯侧和水侧的对流传热系数分别为900W/(mK)、1700W/(aK)；苯的平均比热为1.9kJ/(kg.K)若列管为©25X2.5mm的钢管，长3米，其导热系数为45W/(mK),并忽略污垢热阻及换热器的热损失,试求：(1)所需换热器的列管数为多少？(2)若其它条件不变，冷却水的流量变为原来的两倍，换热器的列管数又为多少？2.解：Q=KSAt=Kn兀dLAtm0m则n'二=59.4（根）兀K'dLAt0m2、(20分)用一传热面积为3m2(以外表面积为准)，由①25x2.5mm管子组成的单程列管式换热器，用初温为10的水将机油由200冷却至100°C,水走管内，油走管间)已知水和机油的质量流量分别为1000kg/h和1200kg/h,其比热容分别为4.18kJ/(kg・K)和2.0kJ/(kg・K),水侧和油侧的对流表面传热系数分别为2000W/(m2・K)和250W/(m2・K),两侧可视为呈逆流流动，如不计算管壁及污垢热阻：(1)试计算说明该换热器是否合用？解：(1)Q二WCAT二WCAt二KAAthphCpc00m10001000=1000x4.18x(t-10)x360021200x2.0x(200-100)x360[W]20.•・t二67.4C210367.1Atm=132・6+90=111.3C132.91"1TT+0aad0ii44“二216.21W/m2・K112525020002033（2）夏天，水的初温达到30°C时，该换热器是否合用？（假设K不改变），如不合用,如何解决？四。计算题：.（20分）•・・1200x2.0x(200-100)x黑=216・21x111.3xAA=2.77m2V题给3m2,合用.(2)水初温30CQ=1200x2.0x(200-100)x^00=1000x4.18x(t-30)x^00360023600t二87.4C2200-100人112.6+70…87.4—30At==91.3C(4)m2112.6701200x2.0x(200-100)xI000=216.21x91.3xA(3分)3600A=3.37m2>3m2不合用.可增加换热面积，两台串联使用.(4分)4.（15分）某车间有一台运转中的单程列管换热器，热空气走管程，由120°C降至80OC,其对流传热系数a1=50W/m2・°...