换热器 复习题

一、选择题

1、高压容器的设计压力范围P为:()

(a)P≥10 MPa (b) 1.6≤P<10 MPa (c) 10≤P<100 MPa (d) P≥100

2、容器标准化的基本参数有:()

(a)压力Pa (b) 公称直径DN (c) 内径 (d) 外径

3、为了防止管子与管板连接处产生不同程度的泄漏,应采用哪一种管板:()

(a)平管板 (b) 薄管板 (c)椭圆管板 (d) 双管板

4、下列哪一种换热器在温差较大时可能需要设置温差补偿装置?()

(a)填料函式换热器 (b)浮头式换热器(c)固定管板式换热器

5、管壳式换热器属于下列哪种类型的换热器?()

(a)混合式换热器 (b)间壁式换热器 (c)蓄热式换热器 (d)板面式换热器

6、U形管换热器的公称长度是指:()

(a) U形管的抻开长度 (b)U形管的直管段长度 (c)壳体的长度 (d)换热器的总长度

7、换热管规格的书写方法为()

(a)内径×壁厚 (b) 外径×壁厚 (c) 内径×壁厚×长 (d) 外径×壁厚×长

8、有某型号为:

2.59

8002004

1.625

BEM I

----的换热器,其中的200为()

(a)公称换热面积 (b)换热器的公称长度 (c)换热器公称直径 (d) 管程压力为1000Kg/m2

9、折流板间距应根据壳程介质的流量、粘度确定。中间的折流板则尽量等距布置,一般最

小间距不小于圆筒内直径的()。

(a) 三分之一 (b) 四分之一 (c) 五分之一 (d) 六分之一

10、冷热两流体的对流给热系数h相差较大时,提高总传热系数K值的措施是( )

(a)提高小的h值; (b) 提高大的h值;(c)两个都同等程度提高;(d) 提高大的h值,

同时降低小的h值。

11、顺流式换热器的热流体进出口温度分别为100℃和70℃,冷流体进出口温度分别为

20℃和40℃,则其对数平均温差等于()

A.60.98℃B.50.98℃

C.44.98℃D.40.98℃

12、高温换热器采用下述哪种布置方式更安全?()

A.逆流B.顺流和逆流均可

C.无法确定D.顺流

13、为了达到降低壁温的目的,肋片应装在()

A.热流体一侧B.换热系数较大一侧

C.冷流体一侧D.换热系数较小一侧

14、有折流挡板存在时,壳程流体的流动方向不断改变, Re=(),即可达到湍流。

(a)2300; (b) 104;(c)100;(d)105。

15、某并流操作的间壁式换热器中,热流体的进出口温度为90℃和50℃,冷流体的

进出口温度为20℃和40℃,此时传热平均温度差△t=_________.

16、列管换热器管程常用流速范围为:一般液体( A ),气体(C )。

换热器 复习题

换热器 复习题

换热器 复习题

A. 0.5~3m.s

B. 3~15m.s

C. 5~30m.s

17、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。

18、冷热两流体的对流给热系数h相差较大时,提高总传热系数K值的措施是

A.提高小的h值;

B. 提高大的h值;

C.两个都同等程度提高;

D. 提高大的h值,同时降低小的h值。

19、在空气-蒸汽间壁换热过程中可采用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。

20、低压容器的设计压力范围P为:()

(a)P≥10 MPa (b) 1.6≤P<10 MPa (c) 10≤P<100 MPa (d) P≥100

21、容器标准化的基本参数有:()

(a) 公称压力PN (b) 公称直径DN (c) 内径 (d) 外径

22、管板密封面凸肩高一般为:()

(a)1~3mm (b) 7~9mm (c)不定 (d) 3~4mm

23、管程介质和壳程介质不允许相混时,不可采用()结构的换热器。

(a)浮头 (b) 固定管板 (c)U形管 (d) 其他

24、换热器选型时首先要考虑的因素是()

(a)安全性 (b) 经济性 (c)实用性 (d)节能性

25、中压容器的设计压力范围P为:()

(a)P≥10 MPa (b) 1.6≤P<10 MPa (c) 10≤P<100 MPa (d) 根据容器的型式而定

26、换热管常见的排列方式有正三角形、转角正三角形、正方形、转角正方形等排列方式,

采用正三角形排列时,相邻两管间距S应满足()。

(a) S≥d0 (b) S≥1.25d0 (c) S≥2d0 (d) S≥1.5d0

27、对于用钢板卷制的圆柱形筒体,其公称直径是指:()

(a)内径 (b) 外径 (c)中径 (d) 介于内径和外径中间的某一值

28、对流换热强化传热机理是()

(a)改变流体的热物性 (b) 增加流速 (c)破坏或减小边界层 (d) 改变流体压力29、换热管规格的书写方法为()

(b)内径×壁厚 (b) 外径×壁厚 (c) 内径×壁厚×长 (d) 外径×壁厚×长

30、请根据给定条件,选择一种形式的换热器。高温高压介质且温差较大,壳程介质为有毒

的易挥发性物质,对壳程需要进行清洗。()

(a) 固定管板式换热器 (b) 填料函式换热器 (c)U形管式换热器 (d)浮头式换热器

31、蒸汽冷凝时的热阻。

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。

32、

二、填空题(18分)

1、管壳式换热器的主要元件有:、、、、等。

2、管壳式换热器的设计主要包括:、、、和五大部分内容。

3、管壳式换热器传热计算是根据及来进行计算的。

4、定性温度是指在传热计算中用于确定流体物性参数的温度,有时也用于确定流体的温差。

常被用作定性温度的有、、、等

5

换热器 复习题

6

7、根据压力等级、介质毒性危害程度以及生产中的作用,压力容器可分为、、类。

8、管壳式换热器根据其结构的不同可分为、、、、等。

9、标出下图中各部件的名称:

换热器 复习题

10、管壳式换热器的主要组合部件、、

11、连接要求良好的(密封性)和足够的紧固(强度)。

12、折流板的作用、、、

13、强化传热手段、

14、换热器的选型就是根据换热器的、、与等综合因素来选择一种

相对合理的换热器形式。

15、提高传热系数K值的途径有、、

和。

16、用20℃冷却水冷却90℃油品,冷、热流体的出口温度分别为40℃和70℃。若为并流换

热,其平均温差为_______;若为逆流换热,则其平均温差为______。

某列管换热器由单管程隔为双管程后,其管程流速______,对流给热系数______。(增大;减少;不变)

17、换热管两端与管板相连,管板与壳体及管箱相连。这样就把换热器分为两大部分空间,

其中换热管内及与其相贯通的部分称为__ ___,而换热管外及与其相贯通的部分称为__ ____。

18、按压力容器在生产工艺过程中的作用原理,可以将压力容器分

为:、、、。

19、压力容器按监察要求可分为:、和。

20、换热管管长L与壳体直径D之比L/D应在之间为宜

21、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。

22、折流板一般弓形缺口高度与壳体内径之比为,常采用和两种。

23、一般折流板间距为壳体内径的0.2~1.0倍,且不小于mm,我国系列标准中采用的

间距为:固定管板式有、、和mm三种;浮头式有、、、、和mm五种。

24、换热管径越小换热器越紧凑、越便宜。但是管径越小换热器的压降将增加,为了满足允

许的压降,一般推荐选用mm的管子。对于宜结垢的物料,为了清洗方便,采用外径为mm的管子。

25、管束与管板的连接接头分为三种方式、和三种。

26、确定壳体及管板厚度是一般包括:、、和。是指按各章公式计

算得到的厚度;是指计算厚度与腐蚀裕量之和;指加上后向上圆整至钢材标准规格厚度。标注在图样上的厚度为;指名义厚度减去腐蚀裕量和钢板厚度负偏差。

三、是非题(

1、管程数是指换热管的根数,一般为奇数。()

2、法兰的公称直径是指法兰的外径。()、

3、换热器选型时首先要考虑的因素是安全性。()

4、换热器换热管的长度越大,单位传热面积材料消耗量越低,这样可降低制造成本。所以换热管越长越好。()

5、在组装换热管时,换热管应与管板和折流板相焊在一起。()

6、无缝钢管的公称直径指钢管内径。()

7、U形管换热器的工程长度为U形换热管的实际长度。()

8、管程介质和壳程介质不允许相混时,可采用浮头结构的换热器。()

9、根据温度校正系数不小于0.8的原则,确定管程数或壳程数。()对p19

10、经常清洗管子外表面上的污垢时,多用正三角形排列或转角正三角形排列。()

11、管程数是指换热管的根数,一般为奇数。()

12、法兰的公称直径是指法兰的外径。( ) 13、换热器选型时首先要考虑的因素是安全性。( ) 14、有某型号为: 2.59

80020041.625

BEM I -

---的换热器,其中的25表示换热面积。

( ) 15、在组装换热管时,换热管应与管板和折流板相焊在一起。( )

四、问答题(25分)

1、加大扰动以强化换热的基本理论是什么?目前采用较多的方法有哪些?

2、为什么采用小管径换热管可以强

化传热?试用充分

发展

式Nu f =0.023Re f 0.8Pr f 0.4解释之。

3、强化对流换热的根本原理和着眼点是什么?

4、管壳式换热器根据其结构的不同,可以分为哪几类换热器?

5、换热器的强度、刚度和稳定性计算包括哪些内容?

6、、对壳管式换热器来说,两种流体在下列情况下,何种走管内,何种走管外?

7、生产中什么情况用并流 ?为什么?

8、管程壳程介质的流速确定对换热器的设计具有重要的意义。确定流体流速主要考虑几方

面的因素:

9、管子与管板的连接次序你认为是先胀接还是先焊接?

10、试对对流换热强化传热的意义、原理、途径、方法等方面作一简短小结。

11、强化对流换热的根本原理和着眼点是什么?

12、为强化一台冷油器的传热,有人用提高冷却水流速的办法,但发现效果并不显著c 试分析原因。

13、有一台钢管换热器,热水在管内流动,空气在管束间作多次折流横向冲刷管束以冷却管内热水。有人提出,为提高冷却效果,采用管外加装肋片并将钢管换成铜管。请你评价这一方案的合理性。

15、为什么要对换热器的管程和壳程进行分程?、 16、生产中,什么情况用并流 ?

17、热水在两根相同的管内以相同流速流动,管外分别采用空气和水进行冷却。经过一段时间后,两管内产生相同厚度的水垢。试问水垢的产生对采用空冷还是水冷的管道的传热系数影响较大?为什么? 18、管程壳程介质的流速确定对换热器的设计具有重要的意义。确定流体流速主要考虑以下三方面的因素:

n

p i i i C u d d h ???

? ?????

?

??=ληηρλ8

.0023.0

19、管子与管板的连接次序你认为是先胀接还是先焊接?P87

20、换热管与管板有哪几种连接方式?各有什么特点?

21、折流杆和折流板相比有哪些优点?

22、分程隔板槽的布置

分程原则

①各程换热管数应大致相等;

②相邻程间平均壁温差一般不应超过28℃;

③各程间的密封长度应最短;

④分程隔板的形状应简单。

⑤分层数量均为偶数

19、换热管布置

原则: 无论哪种排列都必须在管束周围的弓形空间

尽可能多布管→传热面积↑,且可防壳程流体短路

20、换热器常用什么材料制造?对腐蚀性介质,可选用什么材料换热器?

换热器 复习题

22、管壳式换热器的强度计算应包括哪两部分?为什么?

23、管壳式换热器设计与选型步骤

五、计算题(27分)

1、用一换热器加热原油,原油在管外流动,进口温度为120℃,出口温度为160℃。机油

在管内流动,进口温度为245℃,出口温度为175℃。试分别计算顺流与逆流所需要的传热面相差多少?(1

=10℃,2、空气以u=1m/s的速度在宽1m,长1.5m的薄板上下两面纵向流过,主流温度t

t=50℃需供给多少热量?(12分)

问要保持板面温度

w

空气温度 t λ(W/m ℃)ν(m2/s) Pr 20℃ 2.59×10-215.06×10-40.703

30℃ 2.67×10-2 16×10-40.701

40℃ 2.76×10-216.96×10-40.699

3、现用一列管式换热器加热某流体,该流体在管外流动,进口温度为100℃,出口温度为160℃;某反应物在管内流动,进口温度为250℃,出口温度为180℃。试分别计算并流与逆流时的平均温度差。

4、在一钢制套管式换热器中,用冷却水将1kg/s 的苯有65℃冷却至15 ℃ ,冷却水在φ25mm ×2.5mm 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 ×103 W/(m 2

·K),在定性温度下水和苯的比热容分别为4.18 ×103J/(m ·K) 和1.88 ×103J/(m ·K),钢材导热系数为45W/(m ·K),又两侧的污垢热阻可忽略不计。试求1)冷却水消耗量;2)所需的总管长。

5、炼油厂拟用一列管式热交换器,通过回收某油品的热量以加热原油,油品流经管程,已知油品的流量为13kg/s, 起初始温度为195℃,原油的流量为23kg/s, 温度由54℃加热至115℃,查得平均温度下原油和油品的物性如下:

试选择合适的列管换热器。

11.图为热力发电厂发电工艺流程图,试写出图中序号的设备名称,并指出其中那些属于换热设备,并说明换热其两侧的工质及换热方式

换热器 复习题

12. 对于管壳式换热器下列情况何种介质走管程?为什么?

(1)清洁与不清洁的;(2)腐蚀性大与小的(3)温度高与低的(4)压力大与

小的(5)流量

大与小的(6)黏度大

比 热 导热系数密 度 粘 度 原油 1.98 0.136 795 0.00290

油品

2.20

0.119

712

0.00052

由图查得ψ<0.8,故选两台换热器串联,再查图得ψ=0.94,

'

0.9460.256.6m m t t ??=?=?=℃

与小的

13. 为强化一台冷油器的传热,有人用提高冷却水流速的办法,但发现效果并不显著,试分析原因。

14.请写出下图序号2、6、7、8、18个代表什么零件,起什么作用?

换热器 复习题

15.写出下面图中换热器名称,并说明图中序号所示部件的名称及作用。

换热器 复习题

换热器 复习题

换热器 复习题

16. 有一台钢管换热器,热水在管内流动,空气在管束间做多次折流横向冲刷管束以冷管内热水,有人提出,为提高冷却效果,采用管外加装肋片并将钢管换成铜管。请你评价这种方案的合理性。

17. 热水在两根相同的管内以相同流速流动,管外分别采用空气和水进行冷却。经过一段时间后,两管内产生相同厚度的水垢。试问水垢的产生对采用空冷还是水冷的管道的传热系数影响较大?为什么?

18.试回答换热管管间距是如何确定的?影响换热管管间距的因素有哪些?并叙述布管原则。 19.折流板布置原则?

20.简述管壳式换热器的研究进展。

21.换热管与管板有哪几种连接方式?各有什么特点?采用胀焊连接时,请讨论应当先焊还是先胀的? 22.生产中什么时候采用顺流? 23.确定流体流速应考虑哪些方面?

24.炼油厂拟用一列管式热交换器,通过回收某油品的热量以加热原油,油品流经管程,已知油品的流量为13kg/s, 起初始温度为195℃,原油的流量为23kg/s, 温度由54℃加热至115℃,查得平均温度下原油和油品的物性如下:

试选择合适的列管换热器。

比 热(kg·K)

导热系数W/m·K) 密 度 kg/m 3 粘 度

N·s/m 2 原油 1.98

0.136 795 0.00290

油品

2.20

0.119

712 0.00052

25.用增加壳体壁厚的方法来承受壳体中较大的温差应力可行吗?为什么?

26.试对强换传热的意义、原理、途径、方法等方面作一篇简短的小结,并结合自己的见解给予评价。

27.换热器基本参数包括那几项?流速和压降怎么合理决定?管程、壳程介质如何选定?

28.管壳式换热器的强度计算应包括哪两部分?为什么?

29.简述强化传热的原理,并按强化传热的原理阐述强化方法?

30.简述引起换热器振动的原因、危害,并阐述防振的方法。

31.简述换热器的腐蚀与防护的方法

32.叙述管壳式换热器设计与选型步骤

5.设计思考题

(1)设计列管式换热器时,通常都应选用标准型号的换热器,为什么?

(2)为什么在化工厂使用列管式换热最广泛?

(3)在列管式换热器中,壳程有挡板和没有挡板时,其对流传热系数的计算方法有何不同?

(4)说明列管式换热器的选型计算步骤?

(5)在换热过程中,冷却剂的进出口温度是按什么原则确定的?

(6)说明常用换热管的标准规格(批管径和管长)。

(7)列管式换热器中,两流体的流动方向是如何确定的?比较其优缺点?

6. 部分设计问题指导

(1)列管式换热器基本型式的选择

(2)冷却剂的进出口温度的确定原则

(3)流体流向的选择

(4)流体流速的选择

(5)管子的规格及排列方法(6)管程数和壳程数的确定(7)挡板的型式

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