传热复习题1（1）保温瓶在设计和使用过程中采取了哪些防止热损失的措施？答：首先，保温瓶瓶胆设计成玻璃夹层结构。

夹层因空气被抽出接近真空，可防止对流散热损失。

其次，瓶胆夹层内两表面均镀有银、铝等低黑度涂层，增加了辐射传热热阻大幅度降低了辐射散热量。

举例说，如夹层内壁温度为98 C ，外壁温度为28C ，黑度为0.95的玻璃表面镀上黑度为0.02的银层后,其辐射散热量可由原来的5502m W 降至6.152m W 。

第三，在使用保温瓶时，瓶盖选用导热系数很小的软木制作，大，在数值上常视为相等，但就其本质讲，含义是完全不同的。

（4）何谓换热器的控制热阻?答:换热器的总热阻1/K 主要取决于冷、热流体的对流传热热阻，当然也和管壁的热阻及污垢热阻有关，即，λααb K i ∑++=0111若忽略管壁及污垢热阻，则有111αα+≈i K如果i α和0α相接近，也就是两种流体的传热阻力差不多时，在谋求强化传热过程中，一般要考虑把i α、0α都增大。

但往往有这种情况，两者的α值相差很大，例如i α>>0α,则11αα<<i。

这时11α≈K K ≈0α即总传热系数K 值接近对流传热系数小的一侧流体的α 值，在本例条件下总热阻完全被管外的对流传热热阻所控制。

1/0α被称为控制热阻。

答：不正确。

冷却介质的出口温度越高，其用量越小，回收热能的品位也越高，动力消耗也随之减小。

但出口温度升高的结果，导致传热推动力即对数平均温差降低，所需传热面积增大，设备费用增大。

因此必须从综合角度考虑，全面加以权衡，确定一个适宜的出口温度。

对于常用的冷却介质工业水，出口温度不宜过高。

还因为工业水中含有许多盐类。

如CaCO 3、 MgCO 3、CaS04、、MgSO 4等。

若出口温度过高，上述盐类就会因溶解度减小而析出，附在器壁表面上形成热阻很大的垢层，使传热过程恶化。

尽管可以采取在冷却水中添加阻垢剂等化学方法，但至少从目前看，效果很有限。

所以无节制了提高冷却介质出口温度的方法是行不通的。

设计时常取冷却水进、出口的温度差为5-10℃四`选择题(一)单项选择题3-53 对下述几组换热介质，通常在列管式换热器中K 值从大到小正确的排列顺序应是（ ）。

A ．②>④>③>①；B ．③>④>②>①；C ．③>②>①>④；D ．②>③>④>①；冷流体 热流体 ① 水 气 体 ②水沸腾 水蒸气冷凝 ③ 水 水答案：C3-57 传热过程中当两侧流体的对流传热系数都较大时，影响传热过程的将是（ ）。

A. 管避热阻； B. 污垢热阻； C ．管内对流传热热阻； D.管外对流传热热阻答案：B3-58 在冷凝器中用水冷凝苯蒸汽，水走管程，其雷若数4102.1⨯=e R ,此时对流传热系数为α。

若将水的流量减半，其对流传热系数'α（ ）。

A. >(1/2)α8.0 B. <(1/2)α8.0C.=(1/2)α8.0 D.无法确认答案：B分析：水的流量减半后，按流()104>eR 公式计算，αα8.0')2/1(=但本例中流型 已变成渡流)1053⨯=e R ，此时ααΦ='。

又)2/1(,11061'8.05<∴<⨯-αeR3-59 揭示了物体辐射能力与吸效率之间关系的定律是（ ）。

A. 斯蒂芬-波尔兹曼定律； C. 折射B. 克希霍夫 D. 普郎克C. 增大空气预器的总传热系数；D. 降低动力消耗. 答案：A 、B 、C3-64 确定换热器总传热系数的方法有（ ）。

A. 查样本书； B. 经验估算； C. 公式计算； D. 实验测定 答案：B 、C 、D分析：总传热系数K 是一个与流体物性、流体流动状态等有关的参数，而非某台换热器的属性。

换言之同一台换热器如果流体不同，流动状态不同或其它工艺条件不同，K 值是不同的。

所以换热器的总传热系数不能象离心泵的流量和压头的对应关系那样从样本书上查到。

经验估计、实验测定和公式计算3种方法常常是互相结合的，很难轻易下结论哪种方法比其他两种方法更好些。

3-65 热管换热器特别适合气一气换热的原因在于（ ）。

A. 把传统的内、外表面间的传热巧妙地转化为两管外表面的传热；B. 可以耐高温；C .冷热两端皆可用加翅片的方法进行强化；D. 热管内部热量的传递是一个沸腾一冷凝过程，α较大 答案：A 、Ｃ、Ｄ分析：热管空气预换器是一种新型高效传热设备。

但目前我国大部分炼厂用水作为热管工质，由于其饱和蒸汽压较大，一般工质许用温度在300 C[])87(,82.8atm MP a对应压强为。

..;.;.;. K K F K K E W W D W W C c c c c <><>I I I I答案:A,D,F3-71 高翅片管换热器对下述几种情况无明显效果的是( ).A. 一侧为空气冷凝,一侧为液体沸腾;B. 一侧为油气冷凝,一侧为气体被加热;C. 两侧均为液体;D.一侧为水,一侧为空气答案:A,C3-72 采用多管程换热器,虽然能提高管内流体的流速,增大其对流传热系数,但同时也导致( ).A.管内易结垢; C. 平均温差下降;B.壳程流体流速过低; D. 管内流动阻力增大答案：C,D3-73 物质的导热系数与其( )有关.A.组成;B. 颜色;C. 温差;D. 密度答案:A,C,D3-74关于对流传热系数有两种说法:1)对流传热系数是衡量对流传热过程强烈程度的标志;A．同一温度下，物体的辐射能力相同；B．任何物体的辐射能力和吸收率的比值仅和物体的绝对温度有关；C．角系数的大小与两表面的形状、大小、相互位置及距离有关；D．只要物体与周围环境的温度相同，就不存在辐射和吸收过程答案：B、C3-79黑度表明物体的辐射能力接近黑体的程度，其值大小与物体的（）有关。

A．种类；B．表面状况；C．表面温度；D．颜色答案：A 、B 、C （三）选择连线3-80 请将换热器的种类与其对应的特点用直线连接。

螺旋板式换热器 可以任意调整传热面积 翅片式换 热 器高效、紧凑、强度大 板 式 换 热 器 能充分利用低温热源板翅式换 热 器 适用于两侧α过于悬殊的场合３-81侧是冷、热换热介质，右侧是通常采取的强化措施，试将对应项用直线连接。

℃)1 、21m 2m 却水温度，即冷却水离开冷却段的温度t 。

解：（1）以管子外表面为基准计算已有换热器的传热面积：2007.73025.014.330m L d n A =⨯⨯⨯==π（1） 求所需的传热面积 ① 冷凝段与冷却段的传热量kW r W Q 9.2435607.0=⨯=⋅=CS 2CS 2水A>'A ，即已有传热面积大于所需传热面积，所以此换热器合用。

将流量为2200kg/h 的空气在蒸汽预热器内从20 ℃加热到80℃。

空气在管内作湍流流动，116℃的饱和蒸汽在管外冷凝。

现因工况变动需将空气的流量增加20%，而空气的进、出口温度不变。

问采用什么方法才能完成新的生产任务？请作出定量计算（要求：换热器的根数不作变化）。

分析：由传热基本方程m t KA Q∆= 着眼考虑：空气流量增加20%而进出口温度不变，即Q 增加20%。

因为蒸汽的冷凝系数远大于空气的对流传热系数,所以总传热系数K 接近空气的对流传热系数。

空气流量增冷却段冷凝段加后，总传热系数增大，但其增大的幅度不能满足热负荷增大的要求，故可以改变的只有 m t ∆ 及A 。

解： 空气蒸汽αα>> ，又管壁较薄可忽略其热阻空气α≈∴K[[]]4.08.024.08.04/023.0Pr Re 023.0r P dWs d dd ⋅==ρπρλα 空气(b)比较（a ）、（b ）二式得将已知数据代入’K t K t t t t m 2110010012ln 2--=∆-0604.05.679092)3035(148310030100ln2=⨯⨯-=--‘t∴增加冷凝量为即蒸气冷凝量增加了64％。

此例可以帮助我们加深对控制热阻的理解。

由于原来的冷却水出口温度已经很低，冷却水流量加倍后，平均温差即传热推动力增加很少，这可由2't与2t 的比较看出。

但因蒸气冷凝给热系数远大于冷却水的对流传热系数，所以管内对流传热热阻就成为整个侧（2） 平均温度差2.8Mp a 下水的饱和温度为230℃。

∴（3）热通量C1.342︒=‘t 64.13035)301.34(2)()(21212=--⨯=--==t t C W t t C W Q Q W W c p c c p c ‘‘‘C2702)230450()230550(︒=-+-=∆m t 2kW/m 3.65270242=⨯=∆==m i ii t K A Qq（4）管壁温度 1） 先着眼于管内的对流传热。

由牛顿冷却定律：已知：t = 2300c T = 2= 500℃ ∴ T w = T-)(1t T R R - =239)230500(00413.0004.0500=--℃ t w = t + )(3t T RR - 2kW/m 3.522702520242=⨯⨯=∆=∆==m o i i m o o o t d d K t K A Q q )(w i i T T q -=αC 5002450550︒=+=T= 235)230500(00413.00008.0230=-⨯+℃ 两种解法结果相同分析：由于管外水沸腾传热系数较大，管内合成转化气对流传热系数相对要小得多,所以壁温接近水的温度。

又因为管壁的热阻较小，所以温降也小，也就是说管壁两侧温度比较接近。

两种方法略作比较可以发现，第二种方法更简捷、直观。

壁温的估算对工程技术人员十分重要。

无论选择换热器类型还是选定换热器都需要知道壁温，一些对流传热系数的计算也需要知道壁温。

质量流率相同的两种液体通过某套换热器的管程并被加热，其对流传热系数都可以用下式表示：(1)得 Q/A A K t m ⋅≈⋅=∆空气αRe=μμρdGdu =由上可知，当压强加倍后，管内空气的ρ，u 将有所改变，具体说ρ增大 u 减少，但质量流速G = u ρ不变。

即Re=μdG μ不变。

又 P r=λμp c 不变∴ α不变∴ Q/Δt m 亦不变化（2）传热管数目加倍。

传热管数目加倍，则传热面积A 加倍；但流通面积增大1倍后，流速相应减少1倍，管内对流传热系数减至原来574.05.080=。

倍。

∴ 15.12574.0/222=⨯=⋅=∆A t Q m α）（。