《复合换热及换热器》
试题
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1. (1997)推导出用算术平均温差代替换热器的对数温差的相对误差
公式
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(为相对误差,x为由答题人归纳的某一特征量)。列出误差数据表,并说明什么条件下该误差小于10%。
x
1
2
3
4
ε
2. (1997)某板式换热器用高温水加热低温水,两侧水逆流。在
标准
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工况下,热水侧
℃,
℃;冷水侧
℃,
℃。现保持
与
不变,KF不变,
不变,只是将
减至原来的50%。试计算在此情况下冷、热水的出口温度变化至多少?换热量有何变化?建议标准工况各量用脚标I,如
等;变化后的工况各量用脚标II,
等。
3. (1994)某3km长的供热管道,入口水温为98℃,途中环境温度为20℃不变,传热系数也沿程不变。今测得1km处水温降至90℃,问3km出口处水温降至多少?又:若管道送水量降低一倍,则3km出口处水温又为多少?
4. (1992)用100℃的水蒸汽通过某种型号的蒸汽加热器,加热10℃的水。若用单台,可将一定流量的水加热至40℃。现若需将该流量的水加热到80℃以上,问至少需几台加热器串联,此时出口水温为多少?(假定传热系数为定值)又设传热系数与流速的关系为
,现将这些台换热器并联,则流体的出口温度为多少?
5. (1994)用100℃的饱和水蒸汽通过某间壁式换热器,加热水流量为9方水,水温从20℃上升到60℃。现用此种换热器两台串联,水量不变,问出口水温
为多少?又若用此种换热器两台并联,总水量不变,且已知该换热器的传热系数为
(w为流速),求此时出口水温又为多少?
6. (1987)圆管内、外径为
、
,内壁热流密度为
,外壁热流密度为
,单位管长热流为
。给出
与
的因次及它们之间的关系式。
7. (1987)用100℃饱和水蒸汽通过一换热器加热20℃的水。水蒸汽温度不变,水的出口温度为60℃。若将水的流量加大一倍,其它条件均不变,求此时水的出口温度。
(
)
8. (1983)在某加热器中用100℃的水蒸汽加热15℃的冷水。若水量为3吨/时,则出水温度为65℃。现将水量提高到6吨/时,且已知该加热器的传热系数为
(u为流速)。求此时的出水温度。
9. (1983)某换热器中的流体温度曲线如图所示,则1)
;2)
;3)
? 。
10. (1987)某换热设备,如果两侧均是气体,其传热系数为
,如果两侧均是水,其传热系数为
,如果一侧是水,另一侧是蒸汽凝结,其传热系数为
,则
、
、
三者的大小关系为:
11. (1987)空气横向掠过8排外径d=38mm的叉排管速,管间距
,
,空气的平均温度
℃,最窄截面处的流速为
。试确定管束的平均对流换热系数。
附1 空气的物性简表
t(℃)
Pr
60
1.009
0.02849
18.90
0.709
80
1.009
0.02989
20.94
0.708
附2 计算公式:
附3 管排数的修正系数
表
管排数
3
4
5
6
8
12
16
20
0.84
0.88
0.92
0.95
0.96
0.98
0.99
1.0
12. (1987)在一管壳式加热器中用90℃的热水加热10℃的冷水,冷、热水流量分别为2000 kg/h与1000 kg/h,其比热近似认为相等。如果已知换热效能为
,试确定被加热冷水的出口温度?
13. (1987)某2360
1810mm矩形断面地沟内一热力管外径
内送饱和蒸汽,且
℃;外包
的保温层,外径
,外表面
,表面发射率
,沟内均温
,沟壁均温
,沟壁表面黑度
。试求:对流换热系数
、辐射换热系数
。
14. (1993)一逆流套管换热器,其中油从100℃冷却到60℃,水由20℃加热到50℃,传热量为
W,传热系数为350 (W/m2?℃)。求:换热面积是多少?
15. (1993)有一根蒸汽管道在车间内水平架空通过。已知:最外层绝缘材料外径为128mm,外表温度为77℃,黑度
,车间内空气和墙壁温度均为17℃。求:每米管长的热损失是多少?
附:(1)空气的物性参数:
t
℃
W/m?℃
m2/s
1/K
Pr
0
2.431
13.30
3.67
0.711
20
2.570
15.11
3.43
0.713
40
2.710
16.97
3.20
0.711
60
2.849
18.90
3.00
0.709
(2)水平圆管、无限空间自由流动换热的准则方程
定性温度:
定型
尺寸
手机海报尺寸公章尺寸朋友圈海报尺寸停车场尺寸印章尺寸
:d
层流:
紊流:
16. (1991)某换热器用100℃的饱和水蒸汽加热冷水。单台使用时,冷水的进口温度为10℃,出口温度为30℃。若保持水流量不变,将此种换热器五台串联使用,水的出口温度变为多少?总换热量提高多少倍?
17. (1987)一换热器用100℃的水蒸汽将一定流量的油从20℃加热到80℃。现将油的流量增大一倍,其它条件不变,问油的出口温度变为多少?(注:
)
18. (14)一顺排管束
,管子外径
,沿空气流动方向管子排数为
,垂直流动方向上管子列数为
,管壁温度
℃,空气平均温度
℃,空气通过管束的最大流速为
。试计算每米长管束的换热量。
给出供计算中选用的数据:
(1)管束平均换热系数准则方程式
排列方式
适用范围
准则方程式
C
n
m
p
顺 排
0.27
0.63
0.36
0
0.021
0.84
0.36
0
准则方程式:
(2)管排修正系数
排数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
顺数
0.64
0.8
0.87
0.9
0.92
0.94
0.96
0.98
0.99
1.0
(3)空气热物理性质
t
℃
kJ/kg?℃
W/m?℃
m2/s
Pr
20
1.005
2.59
15.06
0.703
90
1.009
3.13
22.10
0.690
19. (18)试评述平均温差法和效能-传热单元数法在换热器传热计算中各自的特点?
20. (18)常用的复合换热计算总热流通量的公式为:
此式是否存在原理性误差?如何使计算更准确?当换热面周围的介质为液体时,能否应用此公式?
21. (18)用13℃水冷却从分馏器得到的80℃的饱和苯蒸气。水流量为5kg/s,苯汽化潜热为395 kJ/kg,比热为1.758 kJ/kg?℃,传热系数为1140 W/m2?℃。试求使1 kg/s苯蒸气凝结并过冷却到47℃所需的传热面积(1)顺流;(2)逆流。
22. (18)有一间平屋顶房,其天花板为
m,表面温度
℃,发射率为
;室内空气温度
℃,空气对天花板的对流换热系数为
℃;四壁与底板的平均温度
℃,平均发射率
,房间净高为
。试求该房屋顶的散热量。
23. (19)蒸汽管道直径
mm,准备包两层厚度都是15mm的不同材料的热绝缘层。a种材料导热系数
℃,b种材料导热系数
℃。若温差一定,试问从减少热损失的观点看下列两种
方案
气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载
:1) a在里层,b在外层;2) b在里层,a在外层。哪一种好?为什么?
24. 有一平底铝制水壶,壶底直径24cm,铝底厚2mm,内装20℃的水,置于电炉上。已知:铝的导热系数
℃,传热量
,壶内壁对水的换热系数465
℃。问:快速把壶从电炉上取下,并立即用手贴在壶底上,能否把手烫坏(即求壶底温度)?