习题4 传热
一、填空题
1、在平壁稳定热传导过程中，通过三层厚度相同的材料，三层间的温度差变化是依次降低，则三层材料的导热糸数的大小顺序 。 答：依次增加
2、金属的导热系数大都随其纯度的增加而 ，随其温度的升高而 。 答：增大；减小
3、（2分）在厚度一定的圆筒壁定态热传导过程中，由内向外通过各等温面的传热速率Q 将 ，由内向外通过各等温面的热通量q 将 。（增大、减小、不变） 答：不变 ，减小
4、（4分）用10℃的冷水将热流体由90℃冷却至40℃，在设计列管式换热器时，采用两种方案：方案I 是冷却水终温为30℃，方案II 是冷却水终温为35℃，则用水量W 1 W 2，所需传热面积A 1 A 2。（等于，大于，小于，不确定） 答：大于，小于。
5、用饱和蒸汽加热水，经过一段时间后，发现传热阻力迅速加大，这可能是由于
所引起的。 答：冷凝水未排出 或 不凝性气体未排
6、（2分）列管式换热过程中，间壁两侧流体对流传系数21αα，值相关很大（02
1
→αα），则总传热系数是接近 那一侧。 答：1α
7、（2分）列管式换热器中，用饱和水蒸汽加热空气，则换热管管壁温度接近于 的温度，总传热系数接近于 的对流传热系数。 答：蒸汽，空气
8、（2分）对流传热中的努塞尔准数表达式 ，它反映了 。 答：λ
l
αNu =
，对流传热过程几何尺寸对α的影响。 9、（3分）下列各种情况下的对流传热系数：水的流速为1.2 m·s -1时的1α；水的流速为2.5 m·s -1
时的2α；空气流速为6 m·s -1时的3α；空气流速为25 m·s -1时的4α；
蒸汽膜状冷凝时的5α之间的数值按从大到小的排序为 。 答：34125>>>>ααααα
10、对流传热系数的经验计算公式：()()n e R d Pr ..
023.08.0内
λ
α=式中两个准数的表达式
为：Re = ，Pr= ，若流体被冷却时n= 。 答：μρ
du =
Re ，λ
μc p =Pr ，0.3 11、（2分）进出口温度分别为85℃和40℃的热流体对进口温度为20℃的冷流体进行加热，
规定冷流体出口温度不超过40℃，则必须采用 操作。 答：并流
12、采用天然河水冷凝鞭低压水蒸气之汽，在设计该冷凝器时，河水应走固定板式列管换热
器的 程，水蒸气应走 程。 答：管， 壳
13、用套管换热器测定对流传热系数时，内管走空气，环隙走水蒸气，内管管壁温度应接近
于 ，增大 的流量可有效提高总传热系数。 答：水蒸气温度， 空气
14、在多层平壁稳态导热中，若某层的热阻最小，则该层的温差 。 答：最小
15、用水在逆流操作的套管换热器中冷却某液体，要求热流体的进出口温度及流量不变，今
因冷却水进口温度增高，为保证完成生产任务，提高冷却水的流量，则过程的总传热系数将 ，平均传热温度差将 。 答：增大， 减小
16、在设计列管式换热器时，设置 ，以提高壳程的传热系数，设置 ，
以提高管程的传热系数。如该换热器用水蒸气冷凝来加热原油，那么水蒸气应在 程流动。
答：折流挡板， 多管程， 壳程
17、冷热流体在换热器中进行无相变逆流传热，换热器用久后形成垢层，在同样的操作条件
下，与无垢层相比，结垢后的换热器的总传热系数K ，平均温度差m t ? 。 答：减小，增大
18、在沿圆筒壁的一维传热过程中，沿半径增大方向热流量Q，热流密度（热通量）
q沿该方向。
答：不变，减小
19、某两流体在套管换热器中逆流换热（无相变），今使热流体进口温度下降，而其他条件
t 。
变，则热流体出口温度，平均推动力
m
答：下降，下降
20、在卧式列管换热器中用饱和水蒸气冷凝加热原油，则原油宜在流动，总传热
系数接近的对流传热系数值，传热壁面的温度接近于的温度。
答：管内，原油，水蒸气
21、处理量为440kg/h的有机溶液在某换热器中预热。运转一周期后，该溶液在管内生成积
垢，使换热器总热阻增加了10%。若维持冷、热介质出口温度不变，则该溶剂的处理量变为。
答：400kg/h
22、热油和水在一套管换热器中换热，水由20℃升至75℃。若冷流体为最小值流体，传热
效率0.65，则油的入口温度为。
答：104℃
二、单选题
1、在空气－蒸汽间壁换热过程中可采用（ D ）方法来提高传热速率。
A．提高蒸汽速度B．采用过热蒸汽
C．降低空气流速D．提高空气流速
2、对流传热系数关联式中普兰特准数是表示（ A ）的准数。
A．物性影响B．流动状态
C．对流传热D．自然对流影响
3、关于传热糸数K下述说法中错误的是（ C ）。
A．传热过程中总传热糸数K实际上是个平均值
B．总传热糸数K随着所取的传热面不同而异
C．总传热糸数K可用来表示传热过程的强弱，与冷热流体的物性无关
D．要提高K值，应从降低最大热阻着手
4、下述措施中对提高换热器壳程对流传热糸数有效的是（ A ）。
A ．设置折流挡板
B ．增大板间距
C ．增加管程数
D ．增加管内流体的流速
5、多层平壁定态热传导时，各层的温度降与各相应层的热阻（ A ）。 A ．成正比 B ．成反比 C ．没关系 D ．不确定
6、冷热流体在某间壁换热器中传热，它们的进出口温度相同，则并流和逆流操作时，它们的对数平均温度差的大小关系为（ A ）。
A ．逆)(m t ?＞并)(m t ?
B ．逆)(m t ?＜并)(m t ?
C ．逆)(m t ?＝并)(m t ?
D ．不确定
7、有两台同样的管壳式换热器，拟作气体冷却器用，在气、液流量及进口温度一定时，为使气体温度降到最低，应采取流程（ C ）。
A ．气体走管外，气体并联逆流操作
B ．气体走管内，气体并联逆流操作
C ．气体走管内，气体串联逆流操作
D ．气体走管外，气体串联逆流操作
8、某套管换热器，管间用饱和水蒸气将湍流流动的空气加热至指定温度，若需进一步提高空气出口温度，拟将加热管管径增加一倍（管长、流动状态及其他条件均不变），你认为此措施是（ A ）。
A ．不可行的
B ．可行的
C ．可能行，也可能不行
D ．视具体情况而定
9、下述各种情况下对流传热系数α由大到小的正确顺序应该是（ C ）。 A ．③>④>①>② C ．③>④>②>① B ．④>③>②>① D ．③>②>④>① ① 空气流速为30m /s 时的α ② 水的流速为1.5m /s 时的α ③ 蒸汽滴状冷凝时的α ④ 水沸腾时的α
10、换热器中任一截面上的对流传热速率＝系数×推动力，其中推动力是指（ D ）。
A ．两流体温度差（T －t ）
B ．冷流体出、进口温度差（t 2－t 1）
C ．热流体进、出口温度差（T 1－T 2）
D ．流体温度与管壁温度差（T －T w ）或（t w －t ）
11、套管换热器的间隙中用120℃蒸汽冷凝给热，内管中空气由20℃上升是60℃，则管壁
温度接近于（ D ）。
A ．20℃
B ．40℃
C ．60℃
D ．120℃
12、设水在一圆直管内呈湍流流动，在稳定段处，其对流传热系数为1α；若将水的质量流
量加倍，而保持其他条件不变，此时的对流传热系数2α与1α的关系为（ C ）。 A ．2α＝1α B ．2α＝12α C ．2α＝18
.02
α D ．2α＝14.02α
13、下列各类型换热器不属于间壁式换热器的是（ C ）。
A ．螺旋板式换热器
B ．列管式换热器
C ．蓄热式换热器
D ．夹套式换热器
14、穿过三层平壁的稳定导热过程，如图2所示，试比较第一层的热阻R 1与第二、三层热
阻R 2，R 3的关系为（ C ）。
A ．)+(>321R R R
B ．)+(<321R R R
C ．)+(=321R R R
D ．无法比较
图2
15、对双层平壁的稳态导热过程，壁厚相同，各层的导热系数分别为1λ和2λ，其对应的温
差分别为1t ?和2t ?，若1t ?> 2t ?，则1λ和2λ的关系为（ A ）。 A ．1λ<2λ B ．1λ=2λ C ．1λ>2λ D ．不确定
16、冷热两流体的对流给热系数α相差较大时，提高总传热系数K 值的措施是 （ A ）。
A ．提高小的α值
B ．提高大的α值
C ．两个都同等程度提高
D ．提高大的α值，同时降低小的α值 17、蒸汽冷凝时的热阻（ D ）。
t
1
2
R 3
A．决定于汽膜厚度
B．决定于液膜厚度
C．决定于汽膜和液膜厚度
D．主要决定于液膜厚度，但汽膜厚度也有影响
18、在空气-蒸汽间壁换热过程中可采用（ C ）方法来提高传热速率最合理。
A．提高蒸汽速度B．采用过热蒸汽以提高蒸汽温度
C．提高空气流速D．将蒸汽流速和空气流速都提高
19、用常压水蒸汽冷凝来加热空气，空气平均温度为20℃，则壁温约为（ B ）。
A．20℃B．100℃C．60℃D．49.7℃
20、在列管换热器中，用饱和蒸汽加热空气，下面两项判断是否合理（ A ）。
甲：传热管的壁温将接近加热蒸汽温度
乙：换热器总传热系数K将接近空气侧的对流传热系数
A．甲乙均合理B．甲乙均无理
C．甲合理，乙无理D．乙合理，甲无理
21、为了减少室外设备的热损失，保温层外包的一层金属皮应采用（ A ）。
A．表面光滑，色泽较浅B．表面粗糙，色泽较深
C．表面粗糙，色泽较浅D．表面光滑，色泽较深
22、有两台同样的管壳式换热器，拟作气体冷却器用，在气、液流量及进口温度一
定时，为使气体温度降到最低，宜采取流程为（ A ）。
A．气体走管内，气体串联逆流操作
B．气体走管内，气体并联逆流操作
C．气体走管外，气体并联逆流操作
D．气体走管外，气体串联逆流操作
23、在列管式换热器的设计过程中，对于具有腐蚀性的物料、压力高的物料在选取流程时，
通常情况下取（ A ）。
A．腐蚀性的物料走管程，压力高的物料也走管程
B．腐蚀性的物料走管程，压力高的物料走壳程
C．压力高的物料走管程，腐蚀性的物料走壳程
D．腐蚀性的物料走壳程，压力高的物料也走壳程
24、为了在某固定空间造成充分的自然对流，有下面两种说法：
①加热器应置于该空间的上部；②冷凝器应置于该空间的下部；
正确的结论应该是（ B ）。
A．这两种说法都对C．第一种说法对，第二种说法错
B．这两种说法都不对D．第二种说法对，第一种说法错
25、螺纹管传热效率高的原因？（ D ）
A．促使流体形成螺旋状流动，离心力增强传热效率
B．凸凹起伏的螺纹管壁增强流体湍动性提高传热效率
C．螺纹管的表面积更大些
D．以上各项都是
26、在设计固定管板式列管换热器时，危险性大（有毒、易燃易爆、强腐蚀性）的流本应走
（ D ）。
A．壳程B．管程C．壳程和管程均可D．壳程和管程均不可27、克希霍夫定律说明：在一定温度下，物体的吸收率在数值上（ D ）物体的黑度。
A．大于B．等于C．小于D．不确定
28、用两台相同的列管式换热器加热冷流体，加热剂为饱和水蒸气。在蒸汽压力，液体流量
及进口温度一定时，为使液体温度升高就采用的流程为（ C ）。
A．液体走管外，液体并联逆流操作C．液体走管内，液体并联并流操作
B．液体走管内，液体串联并流操作D．液体走管外，蒸汽串联逆流操作29、有一套管换热器，在内管中空气从46℃被加热到50℃，环隙内有119.6℃的水蒸气冷凝，
管壁温度接近（ B ）℃。
A．35 B．119.6 C．77.3 D．50
30、在列管换热器中饱和水蒸气加热空气，有：（甲）传热管的壁稳接近加热蒸气温度；（乙）
换热器总传热系数K将接近空气侧的对流传热系数。则：（ A ）
A．甲乙均合理B．甲乙均无理C．甲合理，乙无理D．甲无理，乙合理。31、对在蒸气-空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中在工程上可行的是（ A ）。
A．提高空气流速B．提高蒸气流速C．采用过热蒸气以提高蒸气流速
D．在蒸气一侧管壁上装翅片，增加冷凝面积并及时导走冷凝液。
32、在两灰体间进行辐射传热，两灰体的温度差50℃，现因某种原因，两者的温度各升高
100℃，则此时的辐射传热量与原来的相比，应该（ A ）。
A．增大B．变小C．不变D．不确定
33、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（ B ）。
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
34、判断下面关于系统进行稳定传热时的说法哪一个是错误的，错误的是（ C ）。
A．通过一定传热面的传热速率不随时间变化，为一定值
B．系统中任一点的温度维持恒定
C．总的传热速率等于通过垂直于热流方向的各层传热面的传热速率之和
D．系统中任一传热面上的热通量在过程中不变
三、计算题
1、某平壁燃烧炉由一层100 mm厚的耐火砖和一层80 mm厚的普通砖砌成，其导热系数分
别为1.0 W·m-1·℃-1及0.8 W·m-1·℃-1。操作稳定后，测得炉壁内表面温度为720 ℃，外表面温度为120 ℃。为减小燃烧炉的热损失，在普通砖的外表面增加一层厚为30 mm，导热系数为0.03 W·m-1·℃-1的保温材料。待操作稳定后，又测得炉壁内表面温度为800 ℃，外表面温度为80 ℃。设原有两层材料的导热系数不变，试求：
（1）加保温层后炉壁的热损失比原来减少的百分数；
（2）加保温层后各层接触面的温度。
解：（1）加保温层后炉壁的热损失比原来减少的百分数
加保温层前，为双层平壁的热传导，单位面积炉壁的热损失，即热通量q1为
w/m2
加保温层后，为三层平壁的热传导，单位面积炉壁的热损失，即热通量q2为
w/m2
加保温层后热损失比原来减少的百分数为
（2）加保温层后各层接触面的温度
已知q2=600w/m2，且通过各层平壁的热通量均为此值。得
℃
℃
℃
℃
℃
℃
例4-1附表各层的温度差和热阻的数值
2、在某管壳式换热器中用冷水冷却油。换热管为φ25×2.5mm的钢管，水在管内流动，管内
水侧对流传热系数为3490 W/(m2·℃)；油在管外流动，管外油侧对流传热系数为258 W/(m2·℃)。换热器使用一段时间后，管壁两侧均有污垢形成，水侧污垢热阻为0.00025 m2·℃/W，油侧污垢热阻为0.000172 m2·℃/W，管壁导热系数为45 W/(m·℃)。试求：（1）基于管外表面积的总传热系数；
（2）产生污垢后，热阻增加的百分数。
解：（1）由式
W/(m2·℃) （2）产生污垢后，热阻增加的百分数为
3、(15分)为测定某材料的导热系数，把此材料做成厚度为b 1的圆形平板，夹在某测定仪器的热、冷两面之间进行试验。假定通过平板传热量Q 一定，并已知仪器的热、冷面平均温度分别为t w 1和t w 2。当认为仪器的热、冷两面与平板之间接触良好没有空隙时，所计算的平板导热系数为
。若考虑仪器的热、冷两面与平板之间接触不好，分别出现厚度
为b 2的空隙，空隙中气体导热系数为，试推导说明平板的实际导热系数大于与
的
大小关系？
解：热传导速率公式，得b
t
ΔA λQ =
所以，)
-(==
211w w t t A Qb
t ΔA Qb λ……………(1) 当有空隙时，λb λb t
ΔA Q ′
2+=
2
11
解得，λb Q t t A Qb
λw w ′
2-)-(=
2
212 (2)
4、（20分）用一单程立式列管换热器将46 ℃的CS 2饱和蒸汽冷凝后再冷却至10 ℃，CS 2
走壳程，流量为250 kg/h ，其冷凝潜热为356 kJ/kg ，液相CS 2的比热为1.05 kJ/(kg·K)，冷却水走管程，由下而上和CS 2是逆流流动，其进出口温度分别为5 ℃和30 ℃，设此换热器中，CS 2蒸汽冷凝和液体冷却时的传热系数分别为232 W /(m 2·K )和116 W/(m 2·K )，（均以管子外表面为基准）。求此换热器的传热面积为多大。 解：把46℃的CS 2饱和蒸汽冷凝为饱和液体时传热量1Q
11111s m Q m r K A t =?=???
设CS 2完全冷凝时，水的中间温度为t 由题知：()11222s s p Q m r m c t t =?=??-
化简得：122222
250356
30s s p s p m r t t m c m c ??=-
=-
?? 冷却水用量2s m ，
热量衡算式：()()111122221s s p s p Q m r m c T T m c t t =?+??-=??-总 取水的比热 )0
2 1.0p c kcal
kg C ??=??
?
()
()
()()
()111122221250356 1.0546109404.187305s s p s p m r m c T T m kg h c t t ?+?-???+??-??
=
=
=?-?-
水的中间温度 ()0250356
307.4940 4.187
t C ?=-=?
传热平均温度差：()()01211
2
467.4463025.6638.6
ln ln 16m t t t
C t t ---?-??=
==??
冷凝传热面积 ()32111250356103600
4.1523.22
5.66
m Q A m K t ??===???
46℃的饱和CS 2液体冷却至10℃时的传平均温度差为 ()()012212467.410516.4438.6ln ln 5
m t t t C
t t ''---?-??=
=='?'
? 冷却传热面积 ()()32222250 1.054610103600 1.3811616.44
m Q
A m K t ??-?===???
故完成换热任务所需传热面积 ()2
12 4.15 1.38 5.53A A A m
=+=+=
5、（20分）120 ℃饱和水蒸汽将空气从20 ℃加热至80 ℃，空气流量1.20×104 kg/h 。现有单程列管换热器，φ25×2.5mm 钢管300根，管长3m ，α0 = 104W/(m 2·℃)，污垢及管壁热阻不计。问此换热器能否满足要求。
已知50 ℃空气，ρ=1.093kg/m 3，C p = 1.005 kJ/(kg ?℃)，μ = 1.96×10-5 Pa ?s ，
λ = 0.02824 W/(m ?℃)， Pr = 0.698，4.08.0Pr Re 023.0i
i d λ
α=
解：空气的定性温度502
80
20=+=
t ℃ 50℃空气，ρ = 1.093 kg/m 3，C p = 1.005 kJ/(kg ?℃)，λ = 0.02824 W/(m ?℃) μ = 1.96×10-5 Pa ?s ，Pr = 0.698
空气流速u V n d =
=?????=ππ412010360010934
00230032424
2.... m/s Re .....=
=???=?-du ρμ0020324109319610
3611054＞10000 湍流 ∴()
4.08
.04
4.08.0698.01061.3020
.002824
.0023.0Pr Re 023
.0????
==i
i d λ
α
5.124= W/(m 2·
℃) ∵α0＞＞αi ∴K i = αi = 124.5 W/(m 2℃)
传热量 3600
1020.14
?=???=t c m Q p s ×1.005×60 = 201 kJ/s
?t m =
10040
10040
655-=ln . ℃ Q = K i A i ?t m 即 201×103 = 124.5A i ×65.5 ∴A i = 24.6 m 2 又，A i = n πd i L 即 24.6 = 300π×0.020L ∴ L = 1.31 m ＜3 m ∴ 满足要求
6、（20分）一列管式换热器，传热面积为12m 2。拟用流量2s m 为3200 kg /h 的水[比热=2p c 4.18 kJ /(kg ·K )]逆流冷却流量1s m 为7500 kg /h 、初温为95℃的油[比热=1p c 2.1 kJ /(kg ·K )]，水的进口温度存在波动，为15±4℃。现要求油的出口温度低于67℃，问此换热器是否能满足要求？已知总传热系数为250 W /(m 2·K )
解：对给定的换热面积，由于进口水温下降，将使油的出口温度下降，故只需考虑最高进口
水温时（即19℃），该换热器是否能满足需要即可。 所需换热量
5.122)6795(1.23600
7500
)(21111=-??=-=T T c m Q p s kW )(12222t t c m Q p s -=
其中，1T 、2T 分别为热流体的进、出口温度；1t 、2t 分别为冷流体的进、出口温度。稳定传热时21Q Q =，代入已知数值，得： 1)19(18.43600
3200
5.1222-??=
t
解得：522=t ℃ 逆流传热的平均温度差 5.45)
5295()1967(ln
)
5295()1967(=-----=
m t ?℃
所需的换热面积223
128.105
.45250105.122m m t K Q A m <=??==?
所以，该换热器能满足要求。
7、（14分）某工业套管换热器内管为Φ168×8mm 的钢管，管内热水流量为4800kg/h ，入口水温为98℃；管外环隙通入16000kg/h 的冷水进行逆流换热，其进出口温度分别为20℃和35℃。若将冷热水的比热均视为常数c p =4.18kJ/(kg·K)，且忽略热损失。试求：（1）热水的出口温度；（2）实测内管外表面的总传热系数K 为2.04 kW/(m 2·K)，求换热管长。 解：（1）由题意：T 1=98℃，m s1=4800kg/h ，t 1=20℃，t 2=35℃，m s2=16000kg/h ，c p 1=
c p 2=4.18kJ/(kg·K)。
根据热量衡算式，可得)-(=)-(=12222111t t c m T T c m Q p s p s 故所求热水的出口温度为
48=)20-35(×4800
16000
-98=)-(-=121212t t m m T T s s ℃
（2）冷热流体的换热过程如下：
热水：98℃→48℃ 冷水：35℃←20℃
=1t Δ98-35=63℃， =2t Δ48-20=28℃
则换热过程的对数平均温度差为
2.43=2863
ln 8
2-36=ln
-=
2
121t Δt Δt Δt Δt Δm ℃ 根据传热速率方程，得)-(==1222t t c m t ΔKA Q p s m 以外表面为基准计算的换热面积为L d πA 外= 所以换热器管长为
6≈5.98=0.168
×3.14×43.2×2.04)20-35(×18.4×3600
16000
=)-(=1222外d πt ΔK t t c m L m p s m
8、（20分）某工业套管换热器外管为φ108×4mm ，内管为φ57×3.5mm 。内管中流量 为3000kg/h 的冷却水，水的进出口的温度分别为20℃与60℃。套管环隙中采用120℃的
水蒸汽冷凝放热，蒸汽侧的对流给热系数4
110×1.52=αW/(m 2·K)。已知水在操作温度
下的物性为：992=2ρkg/m 2，4
-210
×53.6=μPa·s ，17.4=2p c kJ/(kg·K)，
633.0=2λW/(m·K)，2205=r kJ/kg ，管壁热阻及热损失可忽略。试计算：（1）加热水
蒸汽用量；（2）管壁水侧的对流给热系数2α；（对流传热系数经验式
4.08.0Pr Re 023
.0i
i d λ
α=）（3）完成换热任务所需套管长度L 。
解：（1）依题意，根据流体传热过程的热量衡算式：
)-(==12221t t c m r m Q p s s
可得加热水蒸汽的用量为
227=2205
)
20-60(×17.4×3000=
)
-(=
12221r
t t c m m p s s kg/h
（2）根据水的流量可知圆管内水的流速为
428.0=3600
×05.0×785.0×9923000
=×785.0×=
2
2222d ρm u s m/s 根据圆管内强制对流给热系数的计算式，可得管壁水侧的对流给热系数
)/(12.2=)633.0653.0×17.4()10×53.6992×428.0×05.0(×05.0633.0×
023.0=)
()(023.0=24
.08.04
4
.02
228.0222222K m kW λμc μρu d d λαp （3）传热过程的对数平均温度差为
3.78=60-12020
-120ln 60)-(120-20)-120(=ln
-=2
121t Δt Δt Δt Δt Δm ℃
因为12<<αα，所以传热系数12.2=≈2αK kW/(m 2·K) 由传热过程基本方程，得传面积为
02.3=3
.78×12.22205
×227==
m t ΔK Q A m 2
故所需套管管长为2.19=05
.0×14.302.3==
2d πA L m 9、在由118根φ25?2.5，长为3m 的钢管组成的列管式换热器中，用饱和水蒸汽加热空气，空气走管程。已知加热蒸汽的温度为132.9℃，空气的质量流量为7200kg/h ，空气的进、出口温度分别20℃和60℃，操作条件下的空气比热为1.005 kJ/(kg ?℃)，空气的对流给热系数为50 W/(m 2?℃)，蒸汽冷凝给热系数为8000 W/(m 2?℃)，假定管壁热阻、垢层热阻及热损失可忽略不计。试求：（1）加热空气需要的热量Q 为多少？（2）以管子外表面为基准的总传热系数K 为多少？（3）此换热器能否完成生产任务？ 解：（1）求加热空气需要的热量
()()4.802060005.13600/72001222=-??=-=t t c w Q p kJ/s
(2) 求以管子外表面为基准的总传热系数
8.3950
02.0025
.0800011
1
11
1222=?+
=
+=
h d d h K W/(m 2?℃)
(3) 8.273025.014159.31182=???=A m 2
45.919.1129
.72ln 40
ln
2
111=-=???-?=
?t t t t t m ℃ 184.101=J/s 101184=45.91×8.27×8.39==22m t ΔA K Q kJ/s
能够完成生产任务。
10、（14分）在一钢制套管式换热器中，用冷却水将1kg·s -1的苯由65℃冷却至15℃，冷却
水在mm mm 5.225?φ的内管中逆流流动，其进出口温度为10℃和45℃。已知苯和水的对流传热系数分别为0.82×103W·m -2·K -1和1.7×103W·m -2·K -1，在定性温度下水和苯的比热容分别为4.18×103J·kg -1·K -1和1.88×103J·kg -1·K -1，钢材导热系数为45 W·m -1·K -1，又
两侧的污垢热阻可忽略不计。试求：（1）冷却水的用量；（2）所需的总管长。 已知：钢管，冷H 2O （管内），101=t ℃，452=t ℃，12
3
2107.1--???=K m
W α
11321018.4--???=K kg J c p ，热苯（管外）
，1
11-?=s kg m s ，651=T ℃， 152=T ℃，12311082.0--???=K m W α，11311088.1--???=K kg J c p
mm d 2525?Φ=，逆流操作，1145--??=K m W λ，021==s s R R
求：1
1,-?s kg m s ； l 管长； (2)
分
解：（1）热量衡算式)()(12222111t t c m T T c m p s p s -=-
即：)1045(1018.4)1565(1088.113
23-???=-???s m
解得：12643.0-?=s kg m s
分
（2）逆流操作，
传热平均温度差 8.10520
ln 5
20ln
2
121=-=???-?=
?t t t t t m ℃ ……… ……2分 以管外截面为基准，总传热系数
20
25
107.115.222545105.21082.011113
330201?+?+?=++=-d m d d d d b K αλα 12496--??=∴K m W K …………………………………………………………………2分
所以传热面积：
2321115.17=8
.10×496)1565(×10×88.1×1=)(==m t ΔK T T c m t ΔK Q A m p s m ………2分
所以总管长：m d A l 224025
.014.35
.170=?==
π……………………………………2分 11、某单程列管式换热器，其换热管为225?Φ mm 的不锈钢管，管长为3m ，管数为32
根。在该换热器中，用25℃的水将壳程的110℃的某有机蒸汽冷凝成同温度的液体，该有机蒸汽的冷凝传热系数为3102.8? W/(m 2·℃)。水的流量为15000 kg/h ，平均比热
容为4.18 kJ/(kg·℃)；管壁与水的对流传热系数为1000W/(m 2·℃)；不锈钢的导热系数为17 W/(m·℃)。试求：（1）总传热系数o K ；（2）水的出口温度。 解：（1）求总传热系数o K
i
i o m o
o o d d d d b K αλα++=
11
3.694021.01000025
.0023.017025.0002.0102.811
3
=?+??+?=
o K W/(m 2·℃)
（2）求水的出口温度2t
m o o pc c t S K t t C W Q ?=-=)(12
2
1122121ln ln )()(t T t T t
t t T t T t T t T t m ---=-----=
?
2
11
212ln
)(t T t T t t S K t t C W o
o pc c ---=- pc
c o o C W S K t T t T =--21
ln
（1） 536.73025.014.332=???==L d n S o o π m 2
3.01018.43600/15000536
.73.6943
=???=pc c o o C W S K
代入（1）式，得
3.011025
110ln
2
=--t
解出 472=t ℃
12、（16分）在一由mm mm 5.225?Φ碳钢管构成的废热锅炉中，管内通入高温气体，进口
温度500℃，出口温度400℃。管外为MPa p 1=压力的水沸腾（180=s t ℃）。已知碳
钢的导热系数1
145--?=K m W λ，高温气体对流传热系数数12
1250--??=K m
W α，水
沸腾的对流传热系数12
210000--??=K m W α，忽略污垢热阻力。试求管内壁平均温度
T W 及管外壁平均温度t W 。
已知：钢管mm mm 5.225?Φ，1
145--?=K m W λ，管内热气体，
5001=T ℃，4002=T ℃，121250--??=K m W α，MPa p 1=时，水的饱和温度为180=t ℃，
12210000--??=K m W α，021==s s R R ……………………1分
求：T W ，t W
解：（1）求总传热系数 以管子内表面积A 1为基准………………………………1分
m b mm d mm d mm d m 0025.0,5.22,25,2021====……………………1分
25
20
1000015.2220450025.0250111121211?+?+=++=d d d d b K m αλα 解得：12
242--??=K m
W K ………………………………………………3分
（2）求平均温度差 M P a p 1=时，180=t ℃
270220
320ln 220320ln
2
121=-=???-?=?t t t t t m ℃分
（3）单位面积的传热量
265340270242-?=?=?=m W t K A
Q
m ……………………………………2分 （4）求壁面温度 热气体的平均温度4502
400
500221=+=+=T T T ℃………………………2分 管内壁温度6.188250653404501=-=-
=αA Q T T W ℃………………………2分 管内壁温度m
W m W m W W d d A bQ T A A A bQ T A bQ T t 1
111?-=?-=-
=λλλ 4.1855
.2220
65340450025.06.188=??-℃…………………2分
13、（16）在间壁式换热器中，要求用初温为030C 的原油来冷却重油，使重油从0180C 冷却
到0120C 重油与原油的流量各为4110kg h ?、41.410kg h ?重油与原油的比热各为
()2.52kJ kg K ?、)2kJ kg K ?，已知两种情况下的传热系数均为()2
120K W
m
K =?，试求：
（1）原油的最终温度；（2）并流和逆流时换热器的传热面积。 解：
使原油温度升高的热量来自于重油温度的降低
∴ 在单位时间内： 111222
m c t m c t ???=??? ()()442 1.41030110 2.52180120t ???-=???-
解得： ()084
t C =
()()3
4
5102 1.4108430 4.2103600
Q w =???-?=?
()()0180301208479.88180120ln 12084
m t C ---?=
=--并
()()0180841203092.9718084ln 12030
m t C ---?=
=--逆
()5
24.21043.8212079.88m Q A m K t ?===???并并
()5
24.21037.6512092.97
m Q A m K t ?===???逆逆
14、在一传热面积为40 m 2的单程管壳式换热器中，用冷水将常压下的纯苯蒸汽冷凝成饱和
液体。已知冷水的流量为50000 kg/h ，其温度由20℃升高至35℃，水的平均比热容为4.17 kJ/(kg·℃)。常压下苯的沸点为 80.1℃，汽化热为394 kJ/kg 。设换热器的热损失可忽略，试核算换热器的总传热系数并计算苯物料的处理量。 解：本例题为一侧恒温的传热过程，设苯在常压下的沸点为T s
则
由
得
W/(m 2·℃）
由
得
kg/h
15、欲将一容器中的溶液进行加热，使其从30℃加热至60℃，容器中的液量为6000 kg ，
用夹套加热，传热面积为2
6m ，容器内有搅拌器，因此器内液体各处的温度可视为均
匀的，加热蒸气为0.1MPa 的饱和水蒸气，传热系数为?2
/800m w ℃，求将溶液由30℃
加热至60℃所需要的时间？
已知溶液比热为?kg kJ /5℃，热损失忽略不计。 解：溶液从30℃被加热到60℃所需的热量：
J t t wc Q p t 8312109)3060(1056000)(?=-??=-=
而夹套的传热效率：m t KA Q ?=
其中，对于MPa 1.0的饱和水蒸气，100=T ℃
6.536010030
100ln 30
60ln
2
112=---=---=
?∴t T t T t t t m ℃
则 w Q 5
1057.26.536800?=??=
∴ 所需加热时间为：8315
910 3.5100.9722.5710Q s h Q τ?===?=?
16、有一套管换热器，管内为mm 254??，套管为mm 4116??的钢管，内管中苯被加热，
苯进口温度为50℃，出口温度为80℃，流量为h Kg /4000。环隙为133.3℃的饱和水
蒸气冷凝，其汽化热为Kg KJ /1.2168，冷凝传热膜系数为K m W ?2
/11630。苯在
50～80℃之间的物性参数平均值为密度3/880m KJ =ρ，比热Kg KJ c p
/86.1=℃，
粘度23
/10
39.0m Ns -?=μ，导热系数K m W ?=/134.0λ，管内壁垢阻为
W cm /000265.02，管壁及管外侧热阻不计。试求：
（A ）加热蒸汽消耗量；
（B ）所需的传热面积（以内管外表面计）。
（C ）当苯的流量增加50%，要求苯的进出口温度不变，加热蒸汽的温度应为多少？
第四版传热学第四章习题解答
第四章 复习题 1、 试简要说明对导热问题进行有限差分数值计算的基本思想与步骤。 2、 试说明用热平衡法建立节点温度离散方程的基本思想。 3、 推导导热微分方程的步骤和过程与用热平衡法建立节点温度离散方程的过程十分相似， 为什么前者得到的是精确描述，而后者解出的确实近似解。 4、 第三类边界条件边界节点的离散那方程，也可用将第三类边界条件表达式中的一阶导数 用差分公式表示来建立。试比较这样建立起来的离散方程与用热平衡建立起来的离散方程的异同与优劣。 5．对绝热边界条件的数值处理本章采用了哪些方法？试分析比较之． 6．什么是非稳态导热问题的显示格式？什么是显示格式计算中的稳定性问题？ 7．用高斯－塞德尔迭代法求解代数方程时是否一定可以得到收敛德解？不能得出收敛的解时是否因为初场的假设不合适而造成？ 8．有人对一阶导数 ()()() 2 21,253x t t t x t i n i n i n i n ?-+-≈??++ 你能否判断这一表达式是否正确，为什么？ 一般性数值计算 4-1、采用计算机进行数值计算不仅是求解偏微分方程的有力工具，而且对一些复杂的经验公式及用无穷级数表示的分析解，也常用计算机来获得数值结果。试用数值方法对Bi=0.1,1,10的三种情况计算下列特征方程的根:)6,2,1( =n n μ 3,2,1,tan == n Bi n n μμ 并用计算机查明，当2 .02≥=δτ a Fo 时用式（3-19）表示的级数的第一项代替整个级数（计 算中用前六项之和来替代）可能引起的误差。 Bi n n =μμtan Fo=0.2及0.24时计算结果的对比列于下表： δ=x
传热学第四版课后思考题答案(杨世铭-陶文铨)]
第一章 思考题 1． 试用简练的语言说明导热、对流换热及辐射换热三种热传递方式之间的联系和区别。 答：导热和对流的区别在于：物体内部依靠微观粒子的热运动而产生的热量传递现象，称为导热；对流则是流体各部分之间发生宏观相对位移及冷热流体的相互掺混。联系是：在发生对流换热的同时必然伴生有导热。 导热、对流这两种热量传递方式，只有在物质存在的条件下才能实现，而辐射可以在真空中传播，辐射换热时不仅有能 量的转移还伴有能量形式的转换。 2． 以热流密度表示的傅立叶定律、牛顿冷却公式及斯忒藩－玻耳兹曼定律是应当熟记的传热学公式。试 写出这三个公式并说明其中每一个符号及其意义。 答：① 傅立叶定律： dx dt q λ-=，其中，q －热流密度；λ－导热系数；dx dt －沿x 方向的温度变化率，“－”表示热量传递的方向是沿着温度降低的方向。 ② 牛顿冷却公式： )(f w t t h q -=，其中，q －热流密度；h －表面传热系数；w t －固体表面温度；f t －流体的温度。 ③ 斯忒藩－玻耳兹曼定律：4T q σ=，其中，q －热流密度；σ－斯忒藩－玻耳兹曼常数；T －辐射物体的热力学温度。 3． 导热系数、表面传热系数及传热系数的单位各是什么？哪些是物性参数，哪些与过程有关？ 答：① 导热系数的单位是：W/(m.K)；② 表面传热系数的单位是：W/(m 2.K)；③ 传热系数的单位是：W/(m 2.K)。这三个参数中，只有导热系数是物性参数，其它均与过程有关。 4． 当热量从壁面一侧的流体穿过壁面传给另一侧的流体时，冷、热流体之间的换热量可以通过其中任何 一个环节来计算（过程是稳态的），但本章中又引入了传热方程式，并说它是“换热器热工计算的基本公式”。试分析引入传热方程式的工程实用意义。 答：因为在许多工业换热设备中，进行热量交换的冷、热流体也常处于固体壁面的两侧，是工程技术中经常遇到的一种典型热量传递过程。 5． 用铝制的水壶烧开水时，尽管炉火很旺，但水壶仍然安然无恙。而一旦壶内的水烧干后，水壶很快就 烧坏。试从传热学的观点分析这一现象。 答：当壶内有水时，可以对壶底进行很好的冷却（水对壶底的对流换热系数大），壶底的热量被很快传走而不至于温度升得很高；当没有水时，和壶底发生对流换热的是气体，因为气体发生对流换热的表面换热系数小，壶底的热量不能很快被传走，故此壶底升温很快，容易被烧坏。 6． 用一只手握住盛有热水的杯子，另一只手用筷子快速搅拌热水，握杯子的手会显著地感到热。试分析 其原因。 答：当没有搅拌时，杯内的水的流速几乎为零，杯内的水和杯壁之间为自然对流换热，自热对流换热的表面传热系数小，当快速搅拌时，杯内的水和杯壁之间为强制对流换热，表面传热系数大，热水有更多的热量被传递到杯壁的外侧，因此会显著地感觉到热。 7． 什么是串联热阻叠加原则，它在什么前提下成立？以固体中的导热为例，试讨论有哪些情况可能使热 量传递方向上不同截面的热流量不相等。 答：在一个串联的热量传递过程中，如果通过每个环节的热流量都相同，则各串联环节的总热阻等于各串联环节热阻的和。例如：三块无限大平板叠加构成的平壁。例如通过圆筒壁，对于各个传热环节的传热面积不相等，可能造成热量传递方向上不同截面的热流量不相等。 8.有两个外形相同的保温杯A 与B ，注入同样温度、同样体积的热水后不久，A 杯的外表面就可以感觉到热，而B 杯的外表面则感觉不到温度的变化，试问哪个保温杯的质量较好？ 答：Ｂ：杯子的保温质量好。因为保温好的杯子热量从杯子内部传出的热量少，经外部散热以后，温度变化很小，因此几乎感觉不到热。 第二章 思考题 1 试写出导热傅里叶定律的一般形式，并说明其中各个符号的意义。 答：傅立叶定律的一般形式为：n x t gradt q ??-=λλ＝－，其中：gradt 为空间某点的温度梯度；n 是通过该点的等温线上的法向单位矢量，指向温度升高的方向；q 为该处的热流密度矢量。
第四章传热习题答案
第四章 传热习题答案 4-1一炉壁由三层不同材料组成，第一层为耐火砖，导热系数为1.7 W/(m·℃)，允许最高温度为1450℃，第二层为绝热砖，导热系数为0.35 W/(m·℃)，允许最高温度为1100℃，第三层为铁板，导热系数为40.7W/(m·℃)，其厚度为6mm ，炉壁内表面温度为1350℃，外表面温度为220℃。在稳定状态下通过炉壁的热通量为4652 W/m 2，试问各层应该多厚时才能使壁的总厚度最小？ 解：当绝热材料达到最高允许温度时，总壁厚为最小 b t q ?=λ ，q t b ?=λ ()mm m b 1920.09136/4652110013501.7==-?= 0.006/40.7 0.35/220 11004652+-= 2b mm m b 2660.066== 因第二层绝热砖已达到最高温度，故第一层耐火砖的厚度不可再小，所以现在所得总厚为其最小厚度： mm b b b 32116466692min =++=++=δ 4-2一根直径为φ60mm×3mm 的铝铜合金钢管，导热系数为45 W/(m·℃)。用30mm 厚的软木包扎，其外又用30mm 厚的保温灰包扎作为绝热层。现测得钢管内壁面温度为-110℃，绝热层外表面温度10℃。求每米管每小时散失的冷量。如将两层绝热材料位置互换，假设互换后管内壁温度及最外保温层表面温度不变，则传热量为多少？已知软木和保温灰的导热系数分别为0.043和0.07W/（m·℃)。 解： ()()m W 34.4m W 30 60/2303060/2ln 0.07160/23060/2ln 0.0431/2326060/2ln 451101103.142ln ln ln -=++++++?---??= ++-= 3 4 32321214 1r r 21 r r 21r r 21t t L Q πλπλπλ 两层互换位置后，热损失为 ()()m W 39m W 30 60/2303060/2ln 0.043160/23060/2ln 0.071/2326060/2ln 451101103.142ln 2ln 2ln 2-=++++++?---??= ++-= 3 4 32321214 1r r 1 r r 1r r 1t t L Q πλπλπλ
第四章 传热习题参考答案
第四章 传热 3 直径为φ60×3mm 的钢管用30mm 厚的软木包扎，其外又用100mm 厚的保温灰包扎，以作为绝热层。现测得钢管外壁面温度为-110℃，绝热层外表面温度为10℃。软木和保温灰的导热系数分别为0.043和0.07W/(m. ℃)，试求每米管长的冷损失量。 解： m W r r r r t L Q /25207.0)60/160ln(2043.0)30/60ln(101102)/ln(2)/ln(22311 2-=??+??--=+ ?=πππ λπλ 4 蒸汽管道外包扎有两层导热系数不同而厚度相同的绝热层，设外层的平均直径为内层的两倍。其导热系数也为内层的两倍。若将两层材料互换位置，而假定其它条件不变，试问每米管长的热损失将改变多少？说明在本题情况下，哪一种材料包扎在内层较为合适？ 解：内层管内径r 1,外径r 2,外层管外径r 3 2( 22 1r r +)=(2 23r r +) , 2312r r r r -=- 23125,3r r r r ==? 122λλ= πλπλπλπλ4)3/5ln(2)3ln(2)/ln(2)/ln(1122311 2+?=+ ?=t r r r r t L Q πλπλπ λπλ2) 3/5ln(4)3ln(2)/ln(2)/ln('11123212+?=+?=t r r r r t L Q 25.1) 3/5ln(3ln 2) 3/5ln(23ln '=++=? Q Q 所以导热系数小的应该包扎在内层。
7 在并流换热器中，水的进出口温度分别为15℃和40℃，油的进、出口温度分别为150℃和100℃。现因生产任务要求油的出口温度降至80℃，假设油和水的流量、进口温度和物性均不变，若原换热器的管长为1m 。试求此换热器的管长增至若干米才能满足要求。设换热器的热损失可忽略。 解： ' '''''''m m m m m m t t Q Q S S t S t S t KS t KS Q Q ???=???=??= （1） 其中：4.1100 15080150)()('' 21' 2'1=--=--=T T C W T T C W Q Q ph h ph h （2） 又由： C t t t t t T T T T t t C W T T C W t t C W T T C W pc c ph h pc c ph h ?=?--=--??? ?-=--=-50''')'()'()()(21 21 2212112211221 C t m ?=-= ?∴5.9260/135ln 60135C t m ?=-=?8.6930 /135ln 30 135' （3） 将（2）（3）代入（1）即得。 8．重油和原油在单程套管换热器中呈并流流动，两种油的初温分别为243℃和128℃；终温分别为167℃和157℃。若维持两种油的流量和初温不变，而将两流体改为逆流，试求此时流体的平均温度差及它们的终温。假设在两种流动情况下，流体的物性和总传热系数均不变化，换热器的热损失可以忽略。 解：采用传热单元数法求解。 并流时，根据76 29 16724312815721121 = --=--= = T T t t C W C W R pc c ph h （1） 可知热流体为最小值流体，以后以热流体为基准计-算。 并流 C t m ?=?43
【化工原理】第四章传热补充习题
第四章 传热 填空题 （1） 对流传热的热阻主要集中在 ，因此， 是强化对 流传热的重要途径。 答案：滞流内层；减薄湍流内层的厚度 （2）黑体的表面温度从300℃升至600℃，其辐射能力增大到原来的 倍. 答案: 5.39 分析：斯蒂芬-波尔兹曼定律表明黑体的辐射能力与绝对温度的4次方成正比, 而非摄氏温度，即4 273300273600?? ? ??++=5.39。 （3）处理量为440kg/h 的有机溶液在某换热器中预热。运转一周期后，该溶液 在管内生成积垢，使换热器总热阻增加了10%。若维持冷、热介质出口温度不变， 则该溶剂的处理量变为 。 答案：400kg/h 分析：设Q=m t KA ? m t A K Q ?='' ∴ ==''K K Q Q K K 11 '=1.1 故 Q '=1 .14401.1=Q =400kg/h 选择题 （1）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 ④ 水 轻油 答案：D （2）揭示了物体辐射能力与吸收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 答案：B （3）关于下面两种说法的正确结论应是（ ）。 1）固体的辐射和吸收只能在表面上进行，因此只和表面积的大小和表面特性有关； 2）气体的辐射和吸收是在整个体积上进行的，必然和气体积的大小和形状有关。 A. 这两种说法都对； C. 第一种说法对，第二种说法错； B. 这两种说法都错； D.第二种说法对，第一种说法错 答案：A （4）传热速率公式q=KAΔt m 中，Δt m 的物理意义是（ ）。 A.器壁内外壁面的温度差; B.器壁两侧流体对数平均温度差; C.流体进出口的温度差; D.器壁与流体的温度差。 B （5）用饱和水蒸汽加热空气时，传热管的壁温接近（ ） A. 蒸汽的温度； B. 空气的出口温度； C. 空气进、出口平均温度 A （6）（ ）是指当间壁两侧泠、热流体之间的温度为1K 时，在单位时间内通过单位传热面积，由热流体传给泠流体的热能。 A. 导热系数； B. 对流传热系数； C. 总传热系数 C （7）在间壁式换热器内用饱和水蒸汽加热空气，此过程的总传热系数K 值接近于（ ）。 A. α蒸汽 B. α空气 C. α蒸汽与α空气的平均值 B （8）翅片管换热器的翅片应安装在( )。 A. α小的一侧 B. α大的一侧 C. 管内 D. 管外 A 计算题 （1）某厂库存有一台列管式换热器，其主要尺寸为：列管规格?38,3?管长4m ，管数127根，欲利用这台换热器，用水蒸气加热空气。蒸汽走壳程，空气走管程，空气流量为6000标准3m / 小时，要求自20℃加热至100℃以上。 已知：空气侧对流传热系数为?2/58m W ℃； 蒸汽侧对流传热系数为11000 w/2m ℃ 污垢热阻和管壁热阻可以忽略不计； 标准状况下，空气密度为1.29kg/3m ，操作条件下空气比热取1.01kJ/kg.℃ 蒸汽的有关参数见附表。
第四章传热习题
第四章 填空题: 1、传热的基本方式有 、 和 三种。 2、导热系数的物理意义是 ，它的单位是 。 3、各种物体的导热系数大小顺序为 。 4、在湍流传热时，热阻主要集中在 ，因此，减薄该层的厚度是强化 的重要途径。 5、在间壁式换热器中，间壁两边流体都变温时，两流体的流动方向有 、 、 和 四种。 6、无相变时流体在圆形直管中作强制湍流传热，在α=0.023λ/diRe 0.8Pr n 公式中，n 是为校正 的影响。当流体被加热时，n 取 ，被冷却时n 取 。 7、某化工厂，用河水在一间壁式换热器内冷凝有机蒸汽，经过一段时间运行后，发现换热器的传热效果明显下降，分析主要原因是 。 8、当管壁及污垢热阻可忽略时，薄管壁求K 公式可简化为：1 0111αα+=K 此时若10αα<<，则有 。 9、努塞尔特准数Nu 表示 的准数，其表达式为 ，普兰特准数Pr 表示 的准数，其表达式为 。 10、蒸汽冷凝有 和 两种方式。 11、总传热系数的倒数 K 1 代表 ，提高K 值的关键
是 。 12、在卧式管壳式换热器中，用饱和水蒸气加热原油，则原油宜走 程，而总传热系数K 接近于 的对流传热系数 13、在管壳式换热器中，当两流体的温差超过 时就应该采取热补偿措施。其基本形式有 、 和 。 14、写出四种间壁式换热器的名称 、 、 及 。 选择题： 1、两流体可作严格逆流的换热器是( ) A 板翅式换热器 B U 型管式列管换热器 C 浮头式列管换热器 D 套管式换热器 2、管壁及污垢热阻可略,对薄管壁来说,当两流体对流体热系数相差悬殊时(如 0αα>>i ),为有效提高K 值，关键在于（ ） A 提高i α B 提高0α C 减小垢层热阻 D 提高管内流体流量 3、双层平壁定态热传导，两层壁厚面积均相等，各层的导热系数分别为1λ和2λ，其对应的温度差为1t ?和2t ?，若1t ?>2t ?，则1λ和2λ的关系为（ ） A 1λ<2λ B 1λ>2λ C 1λ=2λ D 无法确定 4、空气、水、铁的导热系数分别是λ1、λ2和λ3，其大小顺序是（ ） A λ1>λ2>λ3 B λ1<λ2<λ3 C λ2>λ3>λ1 D λ2<λ3<λ1 5、对流体热速率=系数×推动力，其中推动力是（ ）
传热习题集资料
一、填空题 1、按热量传递的途径不同，我们一般把传热分为 、 、 三种方式。 2、按冷热流体接触的方式不同，我们一般把传热分为 、 、 三种 方式。 3、常见的加热介质有 、 、 、 、 等。 4、按传热管的结构形式可分为 、 、 、 换热器等。 5、列管换热器是由 、 、 、 和封头等部分组成。 6、设置列管式换热器折流挡板的目的是 。 7、列管式换热器热补偿的方式有 、 、 。 8、在间壁式换热器中，总传热过程由下列步骤所组成：首先是热流体和管外壁间的_____ 传热，将热量传给管外壁面；然后，热量由管的外壁面以____________方式传给管的内壁面 最后，热量由管的内壁面和冷流体间进行_________________传热。 9、采用饱和蒸汽加热某一种冷流体，若保持冷流体的进口温度T 1/ 、加热蒸汽压力P 不变， 现冷体流量增加，则冷流体出口温度T 2/_______，传热速率Φ______，总传热系数K _______ , 传热平均温度差△T m ________。 10、某圆形管道外有两层厚度相等的保温材料A 和B ，温度分布线 如右上图（b ）中所示，则λA ______λB (填“﹥”或 “﹤”)，将______ 层材料放在里层时保温效果更好。 11、若间壁侧流体的传热过程α1，α2相差较大（α1<<α2），K 值接近_____________侧的 值。 12、金属固体的导热系数是随温度的升高而 ，非金属固体的导热系数是随温度的升 高而 。水和甘油的导热系数是随着温度的升高而 。 13、在导热速率方程式为δ λt S Q ?=，中λ称为： ，单位是 ； 14、两流体在列管换热器中并流传热时，冷流体的最高极限出口温度为 ; 在逆流传热时，冷流体的最高极限出口温度为 因此，在 流传热时， 载热体的用量少 。 15、传热的基本方式可分为 、 、 三种。间壁式换热器传热过程强 化的途径主要有 、 、
传热习题答案
1. 外径为100 mm 的蒸汽管，外面包有一层50 mm 厚的绝缘材料A ，λA = W/(m.℃)，其外再包一层25 mm 厚的绝缘材料B ，λB = W/(m.℃)。若绝缘层A 的内表面及绝缘层B 的外表面温度各为170 ℃及38℃，试求：（1）每米管长的热损失量；（2）A 、B 两种材料的界面温度；（3）若将两种材料保持各自厚度，但对调一下位置，比较其保温效果。假设传热推动力保持不变。 解：以下标1表示绝缘层A 的内表面，2表示绝缘层A 与B 的交界面，3表示绝缘层B 的外表面。 （1）每米管长的热损失 2 31231ln 1 ln 1) (2r r r r t t l Q B A λλπ+-= ∴ m W r r r r t t l Q B A /3.495050255050ln 075.01505050ln 05 .01)38170(2ln 1ln 1)(223 1231=+++++-=+-=πλλπ (2)A 、B 界面温度t2 因系定态热传导，故 3.4921===l Q l Q l Q ∴ 3.4950 5050ln 05.01) 170(22=+-t π 解得 t 2= （3）两种材料互换后每米管长的热损失 同理 1.5350 5025 5050ln 05.01505050ln 075.01) 38170(2' =+++++-=πl Q W/m 由上面的计算可看到，一般说，导热系数小的材料包扎在内层能够获得较好的保温效果。 1、欲将一容器中的溶液进行加热，使其从30℃加热至60℃，容器中的液量为6000 ，用
夹套加热，传热面积为，容器内有搅拌器，因此器内液体各处的温度可视为均匀的， 加热蒸气为的饱和水蒸气，传热系数为℃，求将溶液由30℃加热至60℃所需要 的时间 已知溶液比热为 ℃，热损失忽略不计。 解：溶液从30℃被加热到60℃所需的热量： 而夹套的传热效率： 其中，对于 的饱和水蒸气， ℃ ℃ 则 ∴ 所需加热时间为： 2、解：（1）甲苯蒸气冷凝放热量为：h kJ r W Q /726000363200011=?== 冷却水吸收热量：h kJ t t t Cp W Q Q /726000)16(19.45000)(212212=-??=-== C t ο65.502=∴ (3分) (2)传热平均温差为C t T t T t T t T t m ο35.7565.5011016 110ln 16 65.50ln )(2 121=---=-----= ? (2分) 总传热系数： W K m h d h d K /1075.510000150240057112421122??=+?=+=- ∴K 2= W//(m 2·K) (2分)
化工原理课后习题答案第4章传热习题解答
习 题 1. 如附图所示。某工业炉的炉壁由耐火砖λ1=1.3W/（m·K ）、绝热层λ2=0.18W/（m·K ）及普通砖λ3=0.93W/（m·K ）三层组成。炉膛壁内壁温度1100o C ，普通砖层厚12cm ，其外表面温度为50 o C 。通过炉壁的热损失为1200W/m 2，绝热材料的耐热温度为900 o C 。求耐火砖层的最小厚度及此时绝热层厚度。 设各层间接触良好，接触热阻可以忽略。 已知：λ1=1.3W/m·K ，λ2=0.18W/m·K ，λ3=0.93W/m·K ，T 1＝1100 o C ，T 2＝900 o C ，T 4 ＝50o C ，3δ＝12cm ，q ＝1200W/m 2，Rc ＝0 求： 1δ＝？2δ＝？ 解： ∵δ λ T q ?= ∴1δ＝m q T T 22.01200 900 11003.1211 =-?=-λ 又∵3 3 224 23 4 33 2 3 22 λδλδδλδλ+-= -=-=T T T T T T q ∴ W K m q T T /579.093 .012.01200509002334222?=--=--=λδλδ 得：∴m 10.018.0579.0579.022=?==λδ 习题1附图 习题2附图 2. 如附图所示。为测量炉壁内壁的温度，在炉外壁及距外壁1/3厚度处设置热电偶，测得t 2=300 o C ，t 3=50 o C 。求内壁温度t 1。设炉壁由单层均质材料组成。 已知：T 2=300o C ，T 3=50o C
求： T 1=？ 解： ∵δ λ δ λ 3 13 23 T T T T q -=-= ∴T 1－T 3＝3（T 2－T 3） T 1＝2(T 2－T 3)+T 3=3×(300-50)+50＝800 o C 3. 直径为?60×3mm 的钢管用30mm 厚的软木包扎，其外又用100mm 厚的保温灰包扎，以作为绝热层。现测得钢管外壁面温度为–110o C ，绝热层外表面温度10o C 。已知软木和保 温灰的导热系数分别为0.043和0.07 W/（m·o C ），试求每米管长的冷量损失量。 解：圆筒壁的导热速率方程为 ()2 3212131ln 1ln 12r r r r t t L Q λλπ+-= 其中 r 1=30mm ，r 2=60mm ，r 3=160mm 所以 ()2560 160 ln 07.013060ln 043.01101002-=+--=πL Q W/m 负号表示由外界向系统内传热，即为冷量损失量。 4. 蒸汽管道外包扎有两层导热系数不同而厚度相同的绝热层，设外层的平均直径为内层的两倍。其导热系数也为内层的两倍。若将二层材料互换位置，假定其它条件不变，试问每米管长的热损失将改变多少？说明在本题情况下，哪一种材料包扎在内层较为合适？ 解：设外层平均直径为d m,2，内层平均直径为d m,1，则 d m,2= 2d m,1 且 λ2=2λ1 由导热速率方程知 1 111112 2114522λππλπλλλb L d t L d b L d b t S b S b t Q m m m m m ???= + ?= + ?= 两层互换位置后 1 1111122λππλπλb L d t L d b L d b t Q m m m ??= + ?= ' 所以 25.14 5 =='='q q Q Q
传热学第四版课后题答案第九章
第九章 思考题 1、试述角系数的定义。“角系数是一个纯几何因子”的结论是在什么前提下得出的? 答：表面1发出的辐射能落到表面2上的份额称为表面]对表面2的角系数。“角系数是一个纯几何因子”的结论是在物体表面性质及表面湿度均匀、物体辐射服从兰贝特定律的前提下得出的。 2、角系数有哪些特性?这些特性的物理背景是什么? 答：角系数有相对性、完整性和可加性。相对性是在两物体处于热平衡时，净辐射换热量为零的条件下导得的；完整性反映了一个由几个表面组成的封闭系统中。任一表面所发生的辐射能必全部落到封闭系统的各个表面上；可加性是说明从表面1发出而落到表面2上的总能量等于落到表面2上各部份的辐射能之和。 3、为什么计算—个表面与外界之间的净辐射换热量时要采用封闭腔的模型? 答：因为任一表面与外界的辐射换热包括了该表面向空间各个方向发出的辐射能和从各个方向投入到该表面上的辐射能。 4、实际表面系统与黑体系统相比，辐射换热计算增加了哪些复杂性? 答：实际表面系统的辐射换热存在表面间的多次重复反射和吸收，光谱辐射力不服从普朗克定律，光谱吸收比与波长有关，辐射能在空间的分布不服从兰贝特定律，这都给辐射换热计算带来了复杂性。 5、什么是一个表面的自身辆射、投入辐射及有效辐射?有效辐射的引入对于灰体表面系统辐射换热的计算有什么作用？ 答：由物体内能转变成辐射能叫做自身辐射，投向辐射表而的辐射叫做投入辐射，离开辐射表面的辐射叫做有效辐射，有效辐射概念的引入可以避免计算辐射换热计算时出现多次吸收和反射的复杂性。 6、对于温度已知的多表面系统，试总结求解每一表面净辐射换热量的基本步骤。 答：(1)画出辐射网络图，写出端点辐射力、表面热阻和空间热阻；(2)写出由中间节点方程组成的方程组；(3)解方程组得到各点有效辐射；(4)由端点辐射力，有效辐射和表面热阻计算各表面净辐射换热量。 7、什么是辐射表面热阻？什么是辐射空间热阻？网络法的实际作用你是怎样认识的？ 答：出辐射表面特性引起的热阻称为辐射表面热阻，由辐射表面形状和空间位置引起的热阻称为辐射空间热阻，网络法的实际作用是为实际物体表面之间的辐射换热描述了清晰的物理概念和提供了简洁的解题方法。 8、什么是遮热板?试根据自己的切身经历举出几个应用遮热板的例子。 答：所谓遮热板是指插人两个辐射表面之间以削弱换热的薄板。如屋顶隔热板、遮阳伞都
传热试题
传热学（1）试题 一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．肋片效率值（） A．小于负1 B．小于1 C．等于1 D．大于1 2．非稳态导热过程中两侧壁温差________稳态导热。（） A．远小于B．远大于 C．等于D．无法确定 3．对流换热系数为5000W／（m2·K）、温度为20℃的水流经50℃的壁面，其对流换热的热流密度为（） A．1.5×105W/m2 B．1.5×104W/m2 C．2×105W/m2 D．3×103W/m2 4．Re准则数的表达式为（） A． L/λB．uL/v c C．v/a D．gβΔtL3/v2 5．蒸汽中若含有不凝结气体，将_________凝结换热效果。（） A．大大减弱B．大大增强 C．不影响D．可能减弱也可能增强 6．空间辐射热阻与_________无关。（） A．表面粗糙度B．表面尺寸 C．表面间的相对位置D．表面形状 7．灰体的吸收率与_________无关。（） A．波长B．温度 C．表面粗糙度D．波长和温度 8．暖气片外壁与周围空气之间的换热过程为（） A．纯对流换热B．纯辐射换热 C．传热过程D．复合换热 9．五种具有实际意义的换热过程为：导热、辐射换热、复合换热、传热过程和（）A．热对流B．热辐射 C．无法确定D．对流换热 10．高温过热器常采用_________布置方式。（）
A．顺流B．顺流和逆流混合 C．逆流D．顺流和交叉流混合 二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 11．铝钣盒内倒上开水，其外壁很快就很烫手，主要是因为铝的___________________值很大的缘故。 12．各类物质材料的导热系数差别很大。一般来说，合金的导热系数__________________相关的纯金属的导热系数。 13．通过炉墙的的热传递过程属于___________________。 14．沸腾换热时，管子应尽可能_______垂直____________布置，以免出现汽水分层。15．出现紊流边界层后，对流换热的热阻主要发生在___________________。 16．凝汽器通常都采用____水平叉排_______________的布置方案。 17．___________________准则是判别流体在强制对流时层流和紊流的依据。 18．任何物体只要其温度高于___________________，就会不停地向外进行热辐射。19．对可见光来说，同一物体的Xλ与λ有很大关系，太阳辐射中有1／3以上是可见光，所以物体对太阳能的吸收________不能__当作灰体。 20．温度对辐射换热的影响___________________对对流换热的影响。 一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．对于过热器中：高温烟气→外壁→内壁→过热蒸汽的传热过程次序为（） A.复合换热、导热、对流换热 B.导热、对流换热、复合换热 C.对流换热、复合换热、导热 D.复合换热、对流换热、导热 2．温度对辐射换热的影响（）对对流换热的影响。 A.等于 B.大于 C.小于 D.可能大于、小于 3．对流换热系数为1000W/（m2·K）、温度为77℃的水流经27℃的壁面，其对流换热的热流密度为（） A.8×104W/m2 B.6×104W/m2 C.7×104W/m2 D.5×104W/m2 4．流体流过管内进行对流换热时，当l/d（）时，要进行入口效应的修正。 A.>50 B.=80
传热学第四版课后题标准答案第十章
传热学第四版课后题答案第十章
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第十章 思考题 1、 所谓双侧强化管是指管内侧与管外侧均为强化换热表面得管子。设一双侧强化管用内径 为d i 、外径为d 0的光管加工而成，试给出其总传热系数的表达式，并说明管内、外表面传热系数的计算面积。 01 10 00011011110 00010111112)/ln(1 1 12)/ln(1βπβπηβληβηβππληβπo d d d h d d d d h k d h d d d h t 算面积为管外表面传热系数得计 算面积为管内表面传热系数得计传热系数：得以管内表面为基准得＝ 答：由传热量公式：++= + +?Θ 2、 在圆管外敷设保温层与在圆管外侧设置肋片从热阻分析的角度有什么异同？在什么情 况下加保温层反而会强化其传热而肋片反而会削弱其传热？ 答：在圆管外敷设保温层和设置肋片都使表面换热热阻降低而导热热阻增加，而一般情况下保温使导热热阻增加较多，使换热热阻降低较少，使总热阻增加，起到削弱传热的效果；设置肋片使导热热阻增加较少，而换热热阻降低较多，使总热阻下降，起到强化传热的作用。但当外径小于临界直径时，增加保温层厚度反而会强化传热。理论上只有当肋化系数与肋面总效率的乘积小于1时，肋化才会削弱传热。 3、 重新讨论传热壁面为平壁时第二题中提出的问题。 答：传热壁面为平壁时，保温总是起削弱传热的作用，加肋是否起强化传热的作用还是取决于肋化系数与肋面总效率的乘积是否人于1。 4、推导顺流或逆流换热器的对数平均温差计算式时做了一些什么假设，这些假设在推导的哪些环节中加以应用？讨论对大多数间壁式换热器这些假设的适用情形。 5、对于22112211221m1q c q c q c q c q c c q m m m m m =<≥及、 三种情形，画出顺流与逆流时冷、热流体温度沿流动方向的变化曲线，注意曲线的凹向与c q m 相对大小的关系。 6、进行传热器设计时所以据的基本方程是哪些？有人认为传热单元数法不需要用到传热方程式，你同意吗？ 答：换热器设计所依据的基本方程有： m m m t KA t t c q t t c q ?=" -'="-'=)()(22221111φ 传热单元法将传热方程隐含在传热单元和效能之中。 7、在传热单元数法中有否用到推导对数平均温差时所做的基本假设，试以顺流换热器效能的计算式推导过程为例予以说明。 答：传热单元数法中也用到了推导平均温差时的基本假设，说明略o 8、什么叫换热器的设计计算，什么叫校核计算？
传热复习题附答案
传热复习题 1、多层平壁定态导热中，若某层的热阻最小，则该层两侧的温差__最小__。 2、一定质量的流体在Ф25mm×2.5mm的直管内作强制的湍流流动，其对流传热系数 αi=1000W/(m2·℃)，如果流量和物性不变，改在Ф19mm×2mm的直管内流动，其αi=__1678__W/(m2·℃) 3、在蒸汽—空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中在工程上最有效的是__A__。 A.提高空气流速 B.提高蒸汽流速 C.采用过热蒸汽以提高蒸汽流速 D.在蒸汽一侧管壁上装翅片，增加冷凝面积并及时导走冷凝液 4、在管壳式换热器中饱和蒸汽加热空气，则 （1）传热管的壁温接近___饱和蒸汽__温度 （2）换热器总传热系数将接近_____空气____对流传热系数 5、在蒸汽冷凝传热中，不凝气体的存在对α的影响是____A____ A. 不凝气体的存在会使α大大降低 B. 不凝气体的存在会使α升高 C. 不凝气体的存在对α无影响 6、大容器内饱和液体沸腾分为____自然对流____、____泡核沸腾_____和____膜状沸腾_____ 阶段。工业上总是设法在_____泡核沸腾_____下操作。 7、斯蒂芬—波尔兹曼定律的数学表达式是 4 0100?? ? ? ? = T C E b ，该式表明__黑体的辐射能力与 热力学温度的四次方成正比___ 8、物体黑度是指在___相同__温度下，灰体的__辐射能力__和__黑体辐射能力__之比，在数值上它与同一温度下物体的__吸收率__相等。 计算题 9、质量流量为7200kg/h的常压空气，要求将其温度由20℃加热到80℃，选用108℃的饱和水蒸气作加热介质。若水蒸气的冷凝传热膜系数为1×104W/(m2·℃)，且已知空气在平均温度下的物性数据如下：比热容为1kJ/(kg·℃)，导热系数为2.85×10-2W/(m·℃)，粘度为1.98×10-5Pa·s，普兰特准数为0.7。 现有一单程列管式换热器，装有Ф25mm×2.5mm钢管200根，管长为2m，核算此换热器能否完成上述传热任务？ 计算中可忽略管壁及两侧污垢的热阻，不计热损失 解：空气需要吸收的热量是已知的，蒸汽冷凝放出热量能否通过该换热器的传递为空气所获得，就与列管换热器的传热速率密切相关。核算现有的列管换热器是否合用，就是用工艺本身的要求与现有换热器相比较，最直接的方法就是比较两者的Q或S0 （1）核算空气所需的热负荷应小于换热器的传热速率，即Q需要＜Q换热器 （2）核算空气所需的传热面积应小于换热器提供的传热面积，即S0需要＜S0换热器 解题时，首先应确定列管换热器中流体的流径，因蒸汽安排在壳程易排出冷凝水，故蒸汽走
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第四章 传热 习题 解答 一、选择题： 1、关于传热系数K 下述说法中错误的是（ ） A 、传热过程中总传热系数K 实际是个平均值； B 、总传热系数K 随着所取的传热面不同而异； C 、总传热系数K 可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关； D 、要提高K 值，应从降低最大热阻着手 答案：C 2、在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（ ），走壳程的有（ ）。 Ａ、高压流体； Ｂ、蒸汽； Ｃ、易结垢的流体； Ｄ、腐蚀性流体； Ｅ、粘度大的流体； Ｆ、被冷却的流体； 答案：Ａ、Ｃ、Ｄ； Ｂ、Ｅ、Ｆ 冷热流体流动通道的选择 a 、不洁净或易结垢的液体宜在管程，因管内清洗方便，但U 形管式的不宜走管程； b 、腐蚀性流体宜在管程，以免管束和壳体同时受到腐蚀； c 、压力高的流体宜在管内，以免壳体承受压力； d 、饱和蒸汽宜走壳程，饱和蒸汽比较清洁，而且冷凝液容易排出； e 、被冷却的流体宜走壳程，便于散热； f 、若两流体温差大，对于刚性结构的换热器，宜将给热系数大的流体通入壳程，以减小热应力； g 、流量小而粘度大的流体一般以壳程为宜，因在壳程100 Re 即可达到湍流。但这不是绝对的，如果流动阻力损失允许，将这种流体通入管内并采用多管程结构，反而会得到更高的给热系数。 以上各点常常不可能同时满足，而且有时还会相互矛盾，故应根据具体情况，抓住主要方面，作出适宜的决定。 3、影响对流传热系数的因素有( )。 A 、产生对流的原因； B 、流体的流动状况； C 、流体的物性； D 、流体有无相变； E 、壁面的几何因素 答案:A 、B 、C 、D 、E 4、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 ④ 水 轻油 答案：D 5、为了在某固定空间造成充分的自然对流，有下面两种说法：①加热器应置于该空间的上部； ②冷凝器应置于该空间的下部；正确的结论应该是（ ）。 A 、这两种说法都对； C 、第一种说法对，第二种说法错； B 、这两种说法都不对； D 、第二种说法对，第一种说法错； 答案：B 6、下述各种情况下对流传热系数由大到小的正确顺序应该是（ ）。 A 、③>④>①>②； B 、④>③>②>①； C 、③>④>②>①； D 、③>②>④>①； ①空气流速为30m/S 时的a ； ②水的流速为1.5m/s 时的a ； ③蒸汽滴状冷凝时的a ； ④水沸腾时的a ； 答案：C
《传热学》第四版课后习题问题详解
《传热学》 第一章 思考题 1． 试用简练的语言说明导热、对流换热及辐射换热三种热传递方式之间的联系和区别。 答：导热和对流的区别在于：物体部依靠微观粒子的热运动而产生的热量传递现象，称为导热；对流则是流体各部分之间发生宏观相对位移及冷热流体的相互掺混。联系是：在发生对流换热的同时必然伴生有导热。 导热、对流这两种热量传递方式，只有在物质存在的条件下才能实现，而辐射可以在真空中传播，辐射换热时不仅有能 量的转移还伴有能量形式的转换。 2． 以热流密度表示的傅立叶定律、牛顿冷却公式及斯忒藩－玻耳兹曼定律是应当熟记的传热学公式。试写 出这三个公式并说明其中每一个符号及其意义。 答：① 傅立叶定律：dx dt q λ-=，其中，q －热流密度；λ－导热系数；dx dt －沿x 方向的温度变化率， “－”表示热量传递的方向是沿着温度降低的方向。 ② 牛顿冷却公式：)(f w t t h q -=，其中，q －热流密度；h －表面传热系数；w t －固体表面温度；f t －流体的温度。 ③ 斯忒藩－玻耳兹曼定律：4T q σ=，其中，q －热流密度；σ－斯忒藩－玻耳兹曼常数；T －辐 射物体的热力学温度。 3． 导热系数、表面传热系数及传热系数的单位各是什么？哪些是物性参数，哪些与过程有关？ 答：① 导热系数的单位是：W/(m.K)；② 表面传热系数的单位是：W/(m 2.K)；③ 传热系数的单位是：W/(m 2.K)。这三个参数中，只有导热系数是物性参数，其它均与过程有关。
4．当热量从壁面一侧的流体穿过壁面传给另一侧的流体时，冷、热流体之间的换热量可以通过其中任何一个环节来计算（过程是稳态的），但本章中又引入了传热方程式，并说它是“换热器热工计算的基本公式”。 试分析引入传热方程式的工程实用意义。 答：因为在许多工业换热设备中，进行热量交换的冷、热流体也常处于固体壁面的两侧，是工程技术中经常遇到的一种典型热量传递过程。 5．用铝制的水壶烧开水时，尽管炉火很旺，但水壶仍然安然无恙。而一旦壶的水烧干后，水壶很快就烧坏。 试从传热学的观点分析这一现象。 答：当壶有水时，可以对壶底进行很好的冷却（水对壶底的对流换热系数大），壶底的热量被很快传走而不至于温度升得很高；当没有水时，和壶底发生对流换热的是气体，因为气体发生对流换热的表面换热系数小，壶底的热量不能很快被传走，故此壶底升温很快，容易被烧坏。 6．用一只手握住盛有热水的杯子，另一只手用筷子快速搅拌热水，握杯子的手会显著地感到热。试分析其原因。 答：当没有搅拌时，杯的水的流速几乎为零，杯的水和杯壁之间为自然对流换热，自热对流换热的表面传热系数小，当快速搅拌时，杯的水和杯壁之间为强制对流换热，表面传热系数大，热水有更多的热量被传递到杯壁的外侧，因此会显著地感觉到热。 7．什么是串联热阻叠加原则，它在什么前提下成立？以固体中的导热为例，试讨论有哪些情况可能使热量传递方向上不同截面的热流量不相等。 答：在一个串联的热量传递过程中，如果通过每个环节的热流量都相同，则各串联环节的总热阻等于各串联环节热阻的和。例如：三块无限大平板叠加构成的平壁。例如通过圆筒壁，对于各个传热环节的传热面积不相等，可能造成热量传递方向上不同截面的热流量不相等。 8.有两个外形相同的保温杯A与B，注入同样温度、同样体积的热水后不久，A杯的外表面就可以感觉到热，而B杯的外表面则感觉不到温度的变化，试问哪个保温杯的质量较好？ 答：Ｂ：杯子的保温质量好。因为保温好的杯子热量从杯子部传出的热量少，经外部散热以后，温度变化很小，因此几乎感觉不到热。 能量平衡分析 1000cm。冷水通过电热器从15℃被加热到43℃。试1-3淋浴器的喷头正常工作时的供水量一般为每分钟3 问电热器的加热功率是多少？为了节省能源，有人提出可以将用过后的热水（温度为38℃）送入一个换热器