化工原理第五章復(fù)習(xí)題含答案

第五章 傳熱一、填空題5.1圓管內(nèi)強(qiáng)制湍流，流量為，管徑為d時(shí)，對(duì)流傳熱系數(shù)為；若管徑不變而流量減少為，此時(shí)對(duì)流傳熱系數(shù)為，則=_0.5743_；若流量不變而管徑減少為，此時(shí)對(duì)流傳熱系數(shù)為，則=_3.482_；。5.2單殼體無相變換熱器，管程（水）與殼程（油）的質(zhì)量流量均一定（流動(dòng)均處于高度湍流）加熱管尺寸不變，若：（1）將總管數(shù)變?yōu)樵瓉淼?/4，則管程對(duì)流傳熱系數(shù)為原來的_1.259_倍；（2）將單管程改為雙管程，其余不變，則管程對(duì)流傳熱系數(shù)為原來的_1.741_倍；管程阻力損失為原來的_8_倍；5.3用飽和水蒸氣在套管式換熱器中加熱冷空氣，此時(shí)壁溫接近于 _蒸汽_ 的溫度。5.4設(shè)計(jì)時(shí)均恒定，若將單管程單殼程逆流操作改為雙管程單殼程，列管總數(shù)維持不變，則K_變大_， tm_變小_（變大、變小、不變）。5.5當(dāng)采用復(fù)雜流型時(shí)，溫差修正系數(shù)不應(yīng)小于0.8，其原因是_傳熱推動(dòng)力損失大；操作不穩(wěn)定_。不考慮工藝方面的因素，試僅從傳熱角度考慮判斷哪一種較好。5. 6在傳熱實(shí)驗(yàn)中用飽和水蒸汽加熱空氣，總傳熱系數(shù)K接近于_空氣_側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù)，而壁溫接近于_水蒸氣_側(cè)流體的溫度值。5.7熱傳導(dǎo)的基本定律是_傅立葉定律_。5.8間壁換熱器總傳熱系數(shù)K接近于熱阻_大_（大，小）一側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù)值，間壁換熱器壁溫tw接近于值_大_（大，?。┮粋?cè)流體的溫度值。5.9由多層等厚平壁構(gòu)成的導(dǎo)熱壁面中，所用材料導(dǎo)熱系數(shù)越大，則該壁面的熱阻越_小_，其兩側(cè)的溫差越_小_。5.10在無相變的對(duì)流傳熱過程中，熱阻主要集中在_滯流層內(nèi)_，減小熱阻最有效的措施是_提高流體的湍動(dòng)程度，以減薄滯流層的厚度_。5.11厚度不同的三種材料構(gòu)成三層平壁，各層接觸良好，已知b1>b2>b3，導(dǎo)熱系數(shù)1<2<3，在穩(wěn)定傳熱過程中，各層的熱阻_ R1>R2>R3_，各層的傳熱速率_ Q1=Q2=Q3_。5.12消除列管式換熱器溫差應(yīng)力的常用方法有三種，即在殼體上加_膨脹節(jié)_、_采用U形管換熱器_或_采用浮頭式換熱器_。5.13物體的輻射能力的大小與_黑度_成正比，還與_溫度的四次方_成正比。5.14寫出三種循環(huán)型蒸發(fā)器的名稱_中央循環(huán)管式蒸發(fā)器_、_懸筐式蒸發(fā)器_和_列文式蒸發(fā)器_。5.15在大容積沸騰時(shí)液體沸騰曲線包括_自然對(duì)流_、_泡核沸騰_和_膜狀沸騰_三個(gè)階段，實(shí)際操作應(yīng)控制在_泡核沸騰_。5.16傳熱的基本方式有_熱傳導(dǎo)_、_對(duì)流傳熱_和_輻射傳熱_三種。熱傳導(dǎo)的基本定律是_傅立葉定律_，其表達(dá)式為_，對(duì)流傳熱的基本定律是_牛頓冷卻定律_，其表達(dá)式為_。5.17水在管內(nèi)作湍流流動(dòng)，若使流速提高為原來的2倍，則其對(duì)流傳熱系數(shù)為原來的_1.741_倍，若管徑該為原來的1/2而流量相同，則其對(duì)流傳熱系數(shù)為原來的_3.482_倍（設(shè)條件仍為湍流范圍）。5.18導(dǎo)熱系數(shù)的單位為_W/(m×) _，對(duì)流傳熱系數(shù)的單位為_ W/(m2×)_，總傳熱系數(shù)的單位為_ W/(m2×)_。5.19蒸汽冷凝一般為_冷凝，液體的沸騰通?？刂圃赺沸騰。5.20使用對(duì)流傳熱系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式求流傳熱系數(shù)應(yīng)注意以下三個(gè)問題：（1）關(guān)聯(lián)式中各準(zhǔn)數(shù)的數(shù)值_，（2）_（3）各準(zhǔn)數(shù)中流體物性的_。二、選擇題5.1已知溫度為T時(shí)，耐火磚的輻射能力大于鋁板的輻射能力，則鋁板的黑度_(3)_耐火磚的黑度。（1）大于；（2）等于；（3）小于；（4）不能確定。5.2某套管式換熱器用飽和水蒸汽加熱管內(nèi)空氣（空氣在管內(nèi)作湍流流動(dòng)），使空氣溫度由20升高至80，現(xiàn)需將空氣流量增加為原來的2倍，若保持空氣的進(jìn)出口溫度不變，則此時(shí)管內(nèi)對(duì)流傳熱系數(shù)為原來的倍數(shù)為（2）（1）1.149；（2）1.74；（3）2；（4）不定。5.3一定流量的流體在一25´2.5mm的直管內(nèi)做湍流流動(dòng)，對(duì)流傳熱系數(shù)為1000 W/(m2×)，如流體的流量、物性均不變，改用一19´2 mm的直管，則其將變?yōu)開（4）_。（1）1259；（2）1496；（3）1585；（4）1678。5.4流傳熱關(guān)聯(lián)式中的普蘭特準(zhǔn)數(shù)是表示_（3）_的準(zhǔn)數(shù)。（1）對(duì)流傳熱；（2）流動(dòng)狀態(tài)；（3）物性影響；（4）自然對(duì)流影響。5.5蒸汽-空氣間壁換熱中，為了強(qiáng)化傳熱，下列方案中的_（2）_在工程上可行。（1）提高蒸汽流速；（2）提高空氣流速；（3）采用過熱蒸汽以提高蒸汽溫度；（4）在蒸汽側(cè)管壁加裝翅片，增加冷凝面積。5.6兩灰體間進(jìn)行輻射傳熱，兩灰體的溫度差為50，現(xiàn)因某種原因，兩者的溫度各升高100.則此時(shí)輻射傳熱量與原來的輻射傳熱量相比，應(yīng)該_（1）_。（1）增大；（2）減??；（3）不變；（4）難以確定。5.7.當(dāng)間接換熱時(shí)，下列情況中作為換熱介質(zhì)對(duì)流傳熱系數(shù)最大的是：（2）(1).循環(huán)水冷卻；(2).飽和水蒸氣加熱；(3).道生液冷卻；(4).煙道氣加熱。5.8.在蒸汽-空氣間壁換熱中，為了強(qiáng)化傳熱，下列方案中在工程上可行的是：a.提高蒸汽流速；b.提高空氣流速；c.采用過熱蒸汽以提高蒸汽溫度；d.在蒸汽側(cè)管壁加裝翅片，增加冷凝面積。5.9.已知溫度為T時(shí)，耐火磚的輻射能力大于鋁板的輻射能力，則鋁板的黑度必_（1）_耐火磚的黑度。（1）大于；（2）等于；（3）小于；（4）不能確定。5.11.當(dāng)間接換熱時(shí)，下列情況中作為換熱介質(zhì)對(duì)流傳熱系數(shù)最小的是：（4）（1）循環(huán)水冷卻；（2）飽和水蒸氣加熱；（3）道生液冷卻；（4）煙道氣加熱。三、判斷題1、間壁式傳熱過程因?yàn)槟媪骶哂休^大的傳熱溫差，故生產(chǎn)中所有傳熱過程均須采用逆流傳熱。（ ）2、在較低溫度下熱輻射主要是以可見光的形式傳播的。（ ）3. 在較低溫度下熱輻射主要是以紅外光的形式傳播的。（ ）4、良好的電導(dǎo)體必然是良好的導(dǎo)熱體，反之亦然。 （ ）5、 各種傳熱均必須借助傳熱介質(zhì)。（ ）6、要強(qiáng)化傳熱，最有效的辦法是減小控制熱阻。（ ）7、對(duì)流傳熱就是熱對(duì)流，對(duì)流傳熱的熱阻主要集中在層流內(nèi)層。（ ）8、熱輻射是熱量傳遞的一種形式，但只有在高溫下才能進(jìn)行。（ ）蒸發(fā)6.1與常壓蒸發(fā)相比，真空蒸發(fā)的優(yōu)點(diǎn)是_降低了溶液的沸點(diǎn)，提高了傳熱溫差_。6.2高蒸發(fā)器生產(chǎn)強(qiáng)度的主要途徑是_增大總傳熱系數(shù)K和有效溫差t_ 。6.3出三種循環(huán)型蒸發(fā)器的名稱_中央循環(huán)管式蒸發(fā)器_、_強(qiáng)制循環(huán)式蒸發(fā)器_和_外加熱式蒸發(fā)器_。6.4用多效蒸發(fā)以蒸發(fā)某種粘度隨溫度變化較大的溶液，應(yīng)采用_（2）_流程（1）并流加料；（2）逆流加料；（3）平流加料；（4）錯(cuò)流法加料。6.5多效蒸發(fā)可以提高加熱蒸汽的經(jīng)濟(jì)性，故多效蒸發(fā)的效數(shù)越多越好。（ ）簡(jiǎn)答題：1. 什么是氣縛？如何防止? 汽蝕現(xiàn)象是什么，與氣縛有什么差別？如何防止? 2. 在應(yīng)用機(jī)械能衡算方程解題時(shí)需要注意哪些問題？3. 分支管路和并聯(lián)管路的特性分別是什么？4. 那些屬于變截面流量計(jì)，那些屬于變壓差流量計(jì)？5.在管殼式換熱器中，熱應(yīng)力是如何產(chǎn)生的，熱應(yīng)力有何影響，為克服熱應(yīng)力的影響應(yīng)采取何種措施？ 6.換熱器中總的傳熱熱阻包括哪幾部分 ？在強(qiáng)化傳熱中，如何有效地減小熱阻？ 7. 熱量傳遞的三種基本方式是什么？分別用什么定律可以描述？ 8. 間壁式換熱器總的傳熱熱阻包括哪幾部分 ？在強(qiáng)化傳熱中，如何有效地減小總熱阻？計(jì)算題5-1換熱器由若干長為3m、直徑為25´2.5mm的鋼管組成，要求將流率為1.25kg/s的苯從80冷卻至30，20水在管內(nèi)與苯逆流流動(dòng)換熱，已知水側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù)為850W/(m2×)，苯側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù)為1700W/(m2×)，污垢熱阻可忽略不計(jì)。若維持水出口溫度不超過50，試求所需管數(shù)。取苯的恒壓熱容.密度，管壁的導(dǎo)熱系數(shù)。解：基于外表面的傳熱系數(shù)為第一章：1-11，-1-13，例題1-15，第二章2-7，2-8，例題2-7；第五章：5-8，例題5-5，補(bǔ)充題一個(gè)。