传热一、填空(1) 在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于____ 侧的对流传热系数，而壁温接近于______ 侧流体的温度值。

(2) 热传导的基本定律是_。

间壁换热器中总传热系数K的数值接近于热阻— (大、小)一侧的：值。

间壁换热器管壁温度t w接近于值_ (大、小)一侧的流体温度。

由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈小，则该壁面的热阻愈 (大、小)，其两侧的温差愈______________ 大、小)。

(3) 由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈大，则该壁面的热阻愈 ______ ，其两侧的温差愈______ 。

(4) 在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在 __________ ，减少热阻的最有效措施是_______ 。

(5) 消除列管式换热器温差应力常用的方法有三种，即在壳体上加膨胀节、采用浮头式或U管式结构；翅片管换热器安装翅片的目的是增加面积，增强流体的湍动程度以提高传热系数。

(6) 厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知b i>b2>b a，导热系数：1<：2<：3,在稳定传热过程中，各层的热阻________ ，各层导热速率________ 0(7) 物体辐射能力的大小与—成正比，还与 ________ 成正比。

(8) 写出三种循环型蒸发器的名称中央循环管式、悬筐式、外加热式°(9) 在大容积沸腾时液体沸腾曲线包括 ________ 、_______ 和_______________ 三个阶段。

实际操作应控制在________ 0在这一阶段内，传热系数随着温度差的增加而_0(10) 传热的基本方式有—、—和—三种。

热传导的基本定律是爲：其表达式为m 0(11) 水在管内作湍流流动，若使流速提高到原来的2倍，则其对流传热系数约为原来的倍；管径改为原来的1/2而流量相同，则其对流传热系数约为原来的__________ 倍。

(设条件改变后仍在湍流范围)(12) 导热系数的单位为 __________ ，对流传热系数的单位为______________ ，总传热系数的单位为___________ 0二、选择1已知当温度为T时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度—耐火砖的黑度。

A大于B 等于C 不能确定 D 小于2某一套管换热器，管间用饱和水蒸气加热管内空气(空气在管内作湍流流动) ，使空气温度由20C升至80C，现需空气流量增加为原来的2倍，若要保持空气进出口温度不变，则此时的传热温差应为原来的_________ 倍。

A 1.149B 1.74C 2D 不定3 一定流量的液体在一：25X 2.5mm的直管内作湍流流动，其对流传热系数y=1000W/m-C；如流量与物性都不变，改用一：19X 2mm勺直管，则其将变为___________ 。

A 1259B 1496C 1585D 16784对流传热系数关联式中普兰特准数是表示________ 的准数。

A对流传热 B 流动状态 C 物性影响 D 自然对流影响5在蒸气一空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中的___ 在工程上可行。

A提高蒸气流速B 提高空气流速C 采用过热蒸气以提高蒸气温度D 在蒸气一侧管壁加装翅片，增加冷凝面积6在两灰体间进行辐射传热，两灰体的温度差为50C，现因某种原因，两者的温度各升高100C, 则此时的辐射传热量与原来的辐射传热量相比，应该___________ 。

A 减小B 增大C 不变简答1 •热传递有哪几种基本方式？热传导、对流、辐射。

2•各种传热方式相比较，热传导的主要特点是什么？在热传导中，物体各部分之间不发生相对位移。

3•各种传热方式相比较，对流的主要特点是什么？对流仅发生在流体中，流体各部分之间发生相对位移4 •各种传热方式相比较，热辐射的主要特点是什么？热辐射不需要任何介质，可以在真空中传播。

5•流体与固体壁面间对流传热的热阻主要集中在何处？热阻主要集中在紧挨固体壁面处的层流底层内。

6 •强化对流传热的主要途径是什么？提高流体的湍动程度，减小层流底层的厚度7 •在一套管换热器中，若两流体的进、出口温度不变，应选择并流换热还是逆流换热？为什么？应选择逆流换热，因为此时的对数平均温差较大，可以节省换热面积。

8•什么是黑体？吸收率等于1的物体称为黑体。

9•什么是白体？反射率等于1的物体称为白体。

10. 什么是透热体？透过率等于1的物体称为透热体。

11. 什么是灰体？能以相同的吸收率且部分地吸收由零到％所有波长范围的辐射能的物体称为灰体。

12. 什么是物体的黑度？灰体的辐射能力与同温度下黑体的辐射能力之比称为物体的黑度。

13. 在设计换热器时，如何安排不洁净和易结垢的流体的流径（管内或是管间）？简述理由。

走管内，因为管内清洗比较方便。

14. 在设计换热器时，如何安排腐蚀性流体的流径（管内或是管间）？简述理由。

走管内，以免壳体和管子同时受腐蚀，而且管子也便于清洗和检修。

15. 在设计换热器时，如何安排压强高的流体的流径（管内或是管间）？简述理由。

走管内，以免壳体受压，可节省壳程金属消耗量。

16. 在设计换热器时，如何安排饱和蒸气的流径（管内或是管间）？简述理由。

走管间，便于及时排出冷凝液。

17. 在设计换热器时，如何安排被冷却的流体的流径（管内或是管间）？简述理由。

走管间，可利用外壳向外的散热作用，以增强冷却效果。

18. 在设计换热器时，如何安排粘度大的液体的流径（管内或是管间）？简述理由。

走管间，因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低只6值（Re> 100）下即可达到湍流，以提高对流传热系数。

19•在设计换热器时，如何安排流量较小的流体的流径（管内或是管间）？简述理由。

走管间，因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低只6值（Re > 100）下即可达到湍流，以提高对流传热系数。

20•在列管换热器中，拟用饱和蒸气加热空气，传热管的壁温接近哪一种流体的温度？壁温接近饱和蒸气的温度。

21 •在列管换热器中，拟用饱和蒸气加热空气，总传热系数K接近哪一种流体的对流传热系数？总传热系数K接近空气的对流传热系数。

22. 在列管换热器中，拟用饱和蒸气加热空气，如何确定两流体在换热器中的流径？为什么？空气走管内，饱和蒸气走管间，以便于冷凝液的排放。

23. 污油与汽油换热，如何安排两流体的流径？为什么？污油走管内，汽油走管间，便于清洗。

24. 为什么内部孔隙多的材料保温效果好？因为大量的孔隙中包含着导热系数非常小的气体，对导热不利，从而起到了保温的作用。

25. —钢板的黑度为0.78,其反射率为多少？反射率为0.22。

26. 在强化传热的过程中，为什么要想办法提高流体的湍动程度？由于对流传热的热阻主要集中在层流底层内，提高流体的湍动程度能减薄层流底层的厚度，可以提高传热效果。

27. 在夏季人们为什么爱穿浅色衣服？由于在阳光下浅色的衣服反射率较大，吸收的热量少，使人们不至于感觉太热。

28. 换热器的壳程为什么要安装挡板？可以提高壳程流体的湍动程度，增强传热效果。

29•虽然大气层包围着地球，但阳光仍能照射到地球表面，因为空气是透热体。

此话对吗？为什么？不对，只有单原子气体和对称双原子气体是透热体，而空气中的二氧化碳和水蒸气都可以部分地吸收太阳发射的辐射能。

30.间壁式换热器与混合式换热器的区别是什么?间壁式换热器是由固体壁面将冷、 热两种流体分开，通过固体壁面传热，而混合式换热器 中则是将冷、热两种流体直接接触、混合换热。

四、计算1. 一卧式列管冷凝器，钢质换热管长为 3m 直径为?25X 2mm 水以0.7m/s 的流速在管内流过， 并从17C 被加热到37C 。

流量为1.25kg/s 、温度为72C 烃的饱和蒸气在管外冷凝成同温度的液体。

烃蒸气的冷凝潜热为315kJ/kg 。

已测得：蒸气冷凝传热系数：°=800W/（m 「C ），管内侧热阻为外侧 的40%污垢热阻又为管内侧热阻的70%试核算：（1）换热器每程提供的传热面积（外表面为基 准）；（2）换热管的总根数；（3）换热器的管程数。

［计算时可忽略管壁热阻及热损失，水的比热为 4.18kJ/（kg -C ）］解：（1）换热器每程提供的传热面积（外表面为基准），S;由题意知，水以0.7m/s 的流速在管内流过，欲求S,需先知道每程的管子数，每程的管子数等 于所需冷却水的总流量与单管内水的流量之比。

两流体交换的热量为： 又Q =W c C pc （t 2 -"t i ） ， C pc = 4.18kJ / kg - C ，取每程管子数为20,则每程所能提供的传热外表面积为: （2）换热管的总根数；由所需的总传热面积可求取换热管的总根数。

=476.2W/m 2 C则任务所需的传热外表面积为:取n =80（2）换热器的管程数。

2在一单程逆流列管换热器中用水冷却空气，两流体的进口温度分别为 20C 和110C 。

在换热器使用的初期，冷却水及空气的出口温度分别为45C 和40C ，使用一年后，由于污垢热阻的影响，单管内水的流量为：11： 2 2W c1= ：d 2u =0.785 0.02120.7 1000 = 0.2423kg /sW cQ394C pc 山-J) = 4.18 (37_17 )= 4.713 kg / s每程所需管子数为:4.713 =19.5由题给数据,换热管总根数为:S o ■dol18.7 -0.025 3= 79.4由题意管程数为:N t0.2423 0.4 丄 0.7 0.4 丄)800 800n（4）冷却水流量加大后，换热器的传热速率有何变化？变为多少?在冷热流体的流量和进口温度不变的情况下，冷却水出口温度降至 38C ，试求：（1）空气出口温 度为多少？ （ 2）总传热系数为原来的多少倍？（ 3）若使冷却水加大一倍，空气流量及两流体进口 温度不变，冷热流体的出口温度各为多少？（：水＞＞：空气）（4）冷却水流量加大后，换热器的传率有何变化？变为多少？ 解： 使用初期使用一年后110C ——40-110C -------- T 2 45 C -―20-38C -__20C（1）空气出口温度T 2题意可得：使用初期 Q =W c C pc （t 2 -切=W h C ph （「-T 2）=KS A t m（ 1） 使用一年后 Q 丄 2W c C pc (t 2 -t i ) =W h C ph (T i -T 2 H KS ：tm(2)两式相比（2）/（ 1），得 (110 -T 2 )_(38 -20) /(110-40)一 /(45-20)则：T 2 =59.6 C（2）总传热系数K /K 方程⑵式/（1）式，得：(38 -20) K 54.2 (45 -20厂 K 38.2故 K K 二 0.50%（3）冷热流体的出口温度t 2及T 2一年后Q =W c C pc (t 2 7) =W h C ph (「-T 2)= K : S ：t m (3) Q =2W c C pc (t 2 -11)二W h C ph (T 1 _T 2)=K S 「：t m(4)方程（4）式/ （3），得： 整理前半式的方程t 2 =39.^0.17912(5) 又因 ［水〉空气，K "「空气， 由等比定理(110-T 2)-(t 2 -20) 1 (110-t 2)-仃2 -20) 110-59.6-954.2 110-t 2lnT 2 -20整理得,ln"414T 2 - 2054.2t 2 =153-T 2 (6)联立（5）和（6），可得:t 2 二 29.4 C ， T 2 二 57.5 C：a3有一蒸汽加热器，热方：为饱和蒸汽冷凝，T=100C ；冷方：为生垢液体升温，1 = 20 C , t 2 = 60 C （1） 在测试中，维持以上温度条件不变，发现蒸汽凝液流量，在清洗前后之比为 1： 2。