发布时间 : 星期日 文章《传热学》试题库更新完毕开始阅读848fd0ec5ef7ba0d4a733b1a
6． 有一气—水换热器，烟气从管外流过，水从管内流过，换热管的外径为50mm、壁厚为
3．5mm，钢管的导热系数为45W／(m·K)。已知烟气侧传热系数h0＝80W／(m2．K)，水侧传热系数hi＝3500W／(m2．K)，烟气平均温度500℃，水的平均温度70℃，试求： （1） 各个环节的分热阻及传热系数；
（2） 单位管长的热流量和管外壁温度。
(提示：这是一个计算换热设备的传热系数和换热量的问题，同时需要校核管壁温度。 答案：热阻为0．0796(m3.K)/W(烟侧)、0．00053(m2．K)/W(管壁)、0．002l(m2．K)/W(水侧)，传热系数为77．41W/(m2．K)，单位长度换热量为5．23kW/m，管外壁温度是83.87℃) 7． 对于第3题所述的换热器，若运行一段时间后，外壁面结了厚1mm、导热系数为0．1W
／(m·K)的灰垢，则其传热系数和单位长度传热量又为多少?管外壁温度怎样变化?若是在管内壁上结了厚1mm、导热系数为l W／(m·K)的水垢，而管外壁上无灰垢，情况又如何?
(提示：这是一个计算有污垢时换热设备的传热系数、换热量和管壁温度的问题。
答案：有灰垢时：传热系数为44．01W／(m2．K)(下降约43％)，单位长度换热量为 2．97kW/m，管外壁温度为78．26℃(下降近7％)；有水垢时：传热系数为70．89W/(m2．K) (下降约8％)，单位长度换热量为4．79kW/m，管外壁温度为118．7℃ (上升约为42％)。) 8． 有一空气预热器，烟气从管内流过，空气在管外横掠管束传热，换热器管外总传热面积
为18．3m2，空气的进口温度为30℃，流量为1．0×104kg／h，比热为1．005kJ／(kg·K)，空气对管壁的对流传热系数为100W／(m2．K)；烟气的进口温度为430℃，流量为1．4×104kg／h，比热为1．122kJ／(kg·K)，烟气对管内壁的对流传热系数为70 W／(m2．K)；传热管的外径为60mm，壁厚3mm，管壁为金属，导热热阻可以忽略，试问： （1） 按顺流布置，空气与烟气的出口温度为多少? （2） 按逆流布置，空气与烟气的出口温度又为多少?
(提示：这是一个换热器的校核问题，可以用平均温差法计算，也可用传热单元数法计算，用后者计算更为方便。
答案：按顺流布置，空气出口温度为112．8℃，烟气出口温度为377．0℃；按逆流布置，空气出口温度为113．7℃，烟气出口温度为376．4℃。)
9． 用一台逆流套管式换热器来冷却润滑油，热油的入口温度为100℃，出口温度为40℃，
比热为2．1 kJ／(kg·K)；冷却水在管内流动，入口温度为20℃，出口温度为50℃，流量为3kg／s，比热为4．174kJ／(kg·K)，已知换热系统的传热系数为350W／(m2．K)，试求：
（1） 润滑油的流量； （2） 换热器的传热量； （3） 所需传热面积。
(提示：这是一个计算热流体流量、换热量和换热面积的问题
答案：油流量为2．98kg／s，换热量为375．66kW，需要传热面积32.78m2。) 10． 有一管壳式换热器，传热面由内径为20mm、外径为25mm的铜管组成。管内的水
流速度为1m／s，进口水温25℃，出口水温50℃。管外空气横向流动，管外的肋化系数为12，肋效率为0．8，最窄处气流速度为12m／s，空气进、出口温度分别为200℃和150℃。若该换热设备的污垢热阻取0．0008m2．K／W，试求： （1） 管内对流传热系数； （2） 管外对流传热系数； （3） 以管内表面为基准的传热系数； （4） 对数平均温压(温差修正系数为0．95)；
（5） 以管子内表面为基准的传热面积。
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己知水的物性：λ＝0．66W／(m·K)，ρ＝992kg／m3，ν=0．66×10m/s，管
．．
内流动传热的准则方程式为：Nuf＝0．023Ref08Prf04。
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空气物性：λ＝0．037W／(m·K)，ρ＝0．799kg／m3，ν＝31．25×10m/s，
．．
cp=1．02kJ／(kg·K)，管外横向流动传热的准则方程式为：Nuf＝0．25Ref06Prf033。 (提示：这是一个换热器的设计计算问题。
答案：管内对流换热系数为5155W／(m2．K)，管外对流传热系数为80．16W／(m2．K)，以管内表面为基准的传热系数为810.65W／(m2．K)，对数平均温压为130．26℃，以管内表面为基准的传热面积为0．31m2。)