化工原理第五章復習題含答案

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1、 第五章 傳熱 一、填空題 5.1圓管內(nèi)強制湍流，流量為，管徑為d時，對流傳熱系數(shù)為；若管徑不變而流量減少為，此時對流傳熱系數(shù)為，則=_0.5743_；若流量不變而管徑減少為，此時對流傳熱系數(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，此時壁溫接近于

2、_蒸汽_ 的溫度。 5.4設計時均恒定，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_，Δ tm__變小__（變大、變小、不變）。 5.5當采用復雜流型時，溫差修正系數(shù)ψ不應小于0.8，其原因是_傳熱推動力損失大；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在傳熱實驗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，?。┮粋?cè)的對流傳熱系數(shù)α值，間壁

3、換熱器壁溫tw接近于α值__大__（大，?。┮粋?cè)流體的溫度值。 5.9由多層等厚平壁構(gòu)成的導熱壁面中，所用材料導熱系數(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，導熱系數(shù)λ1<λ2<λ3，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力的常用方法有三種，即在殼體上加_膨脹節(jié)__、_采用U

4、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在大容積沸騰時液體沸騰曲線包括_自然對流__、_泡核沸騰_和_膜狀沸騰_三個階段，實際操作應控制在__泡核沸騰_。 5.16傳熱的基本方式有__熱傳導___、__對流傳熱_和_輻射傳熱_三種。熱傳導的基本定律是_傅立葉定律_，其表達式為____，對流傳熱的基本定律是_牛頓冷卻定律_，其表達式為____。 5.17水在管內(nèi)作湍流流動，若使流速提高為原來的2倍，則其對

5、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，則其對流傳熱系數(shù)為原來的__3.482_倍（設條件仍為湍流范圍）。 5.18導熱系數(shù)的單位為__W/(m×℃) _，對流傳熱系數(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使用對流傳熱系數(shù)的經(jīng)驗關聯(lián)式求流傳熱系數(shù)α應注意以下三個問題：（1）關聯(lián)式中各準數(shù)的數(shù)值__________________，（2）__________________（3）各準數(shù)中流體物性的__________

6、________。 二、選擇題 5.1已知溫度為T時，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），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，若保持空氣的進出口溫度不變，則此時管內(nèi)對流傳熱系數(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Φ25′2.5mm的直管內(nèi)做湍流流動，對流傳熱系數(shù)為1000 W/(m2×℃)，如流體的流量、物性均不變，改

7、用一Φ19′2 mm的直管，則其α將變?yōu)開_（4）__。 （1）1259；（2）1496；（3）1585；（4）1678。 5.4流傳熱關聯(lián)式中的普蘭特準數(shù)是表示__（3）_的準數(shù)。 （1）對流傳熱；（2）流動狀態(tài)；（3）物性影響；（4）自然對流影響。 5.5蒸汽-空氣間壁換熱中，為了強化傳熱，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℃.則此時輻射傳熱量與原來的輻射傳熱量相比，應

8、該_（1）__。 （1）增大；（2）減??；（3）不變；（4）難以確定。 5.7.當間接換熱時，下列情況中作為換熱介質(zhì)對流傳熱系數(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，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。 5.1

9、1.當間接換熱時，下列情況中作為換熱介質(zhì)對流傳熱系數(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、間壁式傳熱過程因為逆流具有較大的傳熱溫差，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、良好的電導體必然是良好的導熱體，反之亦然。 （ ） 5、 各種傳熱均必須借助傳熱介質(zhì)。（ ） 6、要強化傳熱，最有效的辦法是減小控制熱阻。（ ）

10、 7、對流傳熱就是熱對流，對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行。（ ） 蒸發(fā) 6.1與常壓蒸發(fā)相比，真空蒸發(fā)的優(yōu)點是_降低了溶液的沸點，提高了傳熱溫差___。 6.2高蒸發(fā)器生產(chǎn)強度的主要途徑是__增大總傳熱系數(shù)K和有效溫差Δt___ 。 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，應采用__（2）_____流程 （1）并流加料；（2）逆流加料；（3）平流加料；（4）錯流法加料。 6.5多

11、效蒸發(fā)可以提高加熱蒸汽的經(jīng)濟性，故多效蒸發(fā)的效數(shù)越多越好。（ ） 簡答題： 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. 在應用機械能衡算方程解題時需要注意哪些問題？ 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，那些屬于變壓差流量計？ 5.在管殼式換熱器中，熱應力是如何產(chǎn)生的，熱應力有何影響，為克服熱應力的影響應采取何種措施？ 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 ？在強化傳熱中，如何有效地減小總熱阻？ 計算題 5-1換熱器由若干長為3m、直徑為φ25′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)與苯逆流流動換熱，已知水側(cè)的對流傳熱系數(shù)為850W/(m2×℃)，苯側(cè)的對流傳熱系數(shù)為1700W/(m2×℃)，，污垢熱阻可忽略不計。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，補充題一個。