化工原理傳熱復(fù)習(xí)題

1、傳熱復(fù)習(xí)題 1（1）保溫瓶在設(shè)計(jì)和使用過(guò)程中采取了哪些防止熱損失的措施？ 答：首先，保溫瓶瓶膽設(shè)計(jì)成玻璃夾層結(jié)構(gòu)。夾層因空氣被抽出接近真空，可防止對(duì)流散熱損失。其次，瓶膽夾層內(nèi)兩表面均鍍有銀、鋁等低黑度涂層，增加了輻射傳熱熱阻大幅度降低了輻射散熱量。舉 例說(shuō)，如夾層內(nèi)壁溫度為 98 C，外壁溫度為 28 C，黑度為的玻璃表面鍍上黑度為的銀層后 , 其輻射散熱 量可由原來(lái)的 550 W m2降至 W m2 。第三，在使用保溫瓶時(shí)，瓶蓋選用導(dǎo)熱系數(shù)很小的軟木制作，而且在灌 水時(shí)還要在瓶頸處留出一段空氣的導(dǎo)熱系數(shù)比水在小得多，從而有效地降低了瓶口的導(dǎo)熱熱損失。（2）計(jì)算蒸氣在水平管外冷凝的凱恩（ K

2、ern）公式為： a （ ?d ?g?tr ） 。試定性說(shuō)明各種因素對(duì)冷凝給 熱系數(shù) a 的影響。答：應(yīng)當(dāng)指出，冷凝給熱的熱阻是凝液造成的，因此式中各物性常數(shù)都是凝液的物性，而非蒸氣的 物性。當(dāng) 大時(shí)，液膜導(dǎo)熱性能良好， a 自然就大； 大，液膜容易從壁面上往下滑，同樣使 a 增大，潛熱 r 大， a 也大。相反，若蒸氣溫度和壁溫之間的溫差 t 大，則意味著單位時(shí)間內(nèi)凝液量增多，凝液膜增 厚，這反而不利于傳熱，因此 a 會(huì)變?。划?dāng)粘度增大時(shí)，因流動(dòng)阻力增大，液膜增厚， a 必然減?。恢劣谒焦艿闹睆?d 大了，會(huì)使管子下部液膜加厚，同樣不利于傳熱，0a 也要變小。 將上面定性分析結(jié)果與凱恩公式

3、對(duì)照后可以發(fā)現(xiàn)：二者是完全一致的（3）換熱器的熱負(fù)荷與傳熱速率有何不同？ 答：冷、熱流體在單位時(shí)間內(nèi)在換器中所交換的熱量，稱為換熱器的熱負(fù)荷它是針對(duì)換熱任務(wù)的需要提出的，是生產(chǎn)上要求換熱器應(yīng)具有的換熱能力，熱負(fù)荷可根據(jù)生產(chǎn)中物流量、進(jìn)出口溫度及狀態(tài)變 化求化求出。而傳熱速率則是指換熱器本身在一定操作條件下所具有的傳遞熱量的能力，是換熱器本身的特性，二 者是不相同的。容易混淆的是，實(shí)際生產(chǎn)中設(shè)計(jì)或標(biāo)定換熱器時(shí)，常把傳熱速率與熱負(fù)荷視為相等，一般都是通過(guò)熱 負(fù)荷的計(jì)算，求得換熱器應(yīng)具有的傳熱速率，再依據(jù)傳熱基本方程求出所需換熱器的傳熱面積，盡管二者 在數(shù)值上常視為相等，但就其本質(zhì)講，含義是完全不同

4、的。（4）何謂換熱器的控制熱阻答: 換熱器的總熱阻 1/K 主要取決于冷、熱流體的對(duì)流傳熱熱阻，當(dāng)然也和管壁的熱阻及污垢熱阻有關(guān)，即， K i 0若忽略管壁及污垢熱阻，則有Ki0如果 i 和 0 相接近，也就是兩種流體的傳熱阻力差不多時(shí)，在謀求強(qiáng)化傳熱過(guò)程中，一般要考慮把11i 、 0 都增大。但往往有這種情況，兩者的 值相差很大，例如 i 0 , 則 。i011這時(shí) K 0K 0 0即總傳熱系數(shù) K 值接近對(duì)流傳熱系數(shù)小的一側(cè)流體的 值，在本例條件下總熱阻完全被管外的對(duì)流 傳熱熱阻所控制。 1/ 0 被稱為控制熱阻。控制熱阻的概念對(duì)強(qiáng)化傳熱研究是非常重要的。它可以使我們?cè)趯で髲?qiáng)化的過(guò)程中緊緊

5、抓住主要矛 盾，提醒我們?yōu)榱嗽龃髶Q熱器的總傳熱系數(shù)，減少熱阻，關(guān)鍵在于增大控制熱阻一側(cè)的 。（5）室內(nèi)暖氣片為什么只把外表面制成翅片狀？答：室內(nèi)暖氣片內(nèi)部的熱流體（水或水蒸氣）與片外的冷流體（空氣）之間的熱遞屬對(duì)流傳導(dǎo) 對(duì)流過(guò)程。因?yàn)榕瘹馄獗谂c空氣的對(duì)流傳熱系數(shù)遠(yuǎn)小于片內(nèi)水或水蒸氣與內(nèi)壁的對(duì)流傳熱系數(shù)，即片外 對(duì)流傳熱熱阻為控制熱阻。要增大冷、熱介質(zhì)的換熱速率，改變片外的對(duì)流傳熱狀況即減小控制熱阻至關(guān) 重要。暖氣的外表面制成翅片狀后，明顯地增大了外表面的傳熱面積，使總傳熱系數(shù) （按光管傳熱面積計(jì)） 較原來(lái)增大幾倍。加之安裝翅片后，加劇了空氣的湍動(dòng)程度，破壞了滯流內(nèi)層，亦可使總傳熱系數(shù)增大。

6、至于水或蒸汽側(cè)由于不是控制熱阻，改善其傳熱狀況對(duì)整個(gè)冷、熱流體的換熱影響甚微。這就是室內(nèi)暖氣 片只外表面制成翅片狀的道理。（ 6 ） 工業(yè)上常使用飽和蒸汽做為加熱介質(zhì)而不用過(guò)熱蒸汽，為什么？答：使用飽和蒸汽做為加熱介質(zhì)的方法在工業(yè)上已得到廣泛的應(yīng)用。這是因?yàn)轱柡驼羝c低于其 溫度的壁面接觸后，冷凝為液體，釋放出大量的潛在熱量。雖然蒸汽凝結(jié)后生成的凝液覆蓋著壁面，使后 續(xù)蒸汽放出的潛熱只能通過(guò)先前形成的液膜傳到壁面，但因氣相不存在熱阻，冷凝傳熱的全部熱阻只集中 在液膜，由于冷凝給熱系數(shù)很大，加上其溫度恒定的特點(diǎn)，所以在工業(yè)上得到日益廣泛的應(yīng)用。如要加熱介質(zhì)是過(guò)熱蒸汽，特別是壁溫高于蒸汽相應(yīng)的飽和

7、溫度時(shí)，壁面上就不會(huì)發(fā)生冷凝現(xiàn) 象，蒸汽和壁面之間發(fā)生的只是通常的對(duì)流傳熱。此時(shí)，熱阻將集中在靠近壁面的滯流內(nèi)層中，而蒸氣的 導(dǎo)熱系數(shù)又很小，故過(guò)熱蒸汽的對(duì)流傳熱系數(shù)遠(yuǎn)小于蒸汽的冷凝給熱系數(shù)，這就大大限制了過(guò)熱蒸汽的工 業(yè)應(yīng)用。（7）“為了節(jié)省冷卻介質(zhì)的用量，在設(shè)計(jì)換熱器的過(guò)程中，應(yīng)盡量提高冷卻介質(zhì)的出口溫度?！边@種說(shuō)法 是否正確？答：不正確。冷卻介質(zhì)的出口溫度越高，其用量越小，回收熱能的品位也越高，動(dòng)力消耗也隨之減小。但出口 溫度升高的結(jié)果，導(dǎo)致傳熱推動(dòng)力即對(duì)數(shù)平均溫差降低，所需傳熱面積增大，設(shè)備費(fèi)用增大。因此必 須從綜合角度考慮，全面加以權(quán)衡，確定一個(gè)適宜的出口溫度。對(duì)于常用的冷卻介質(zhì)工業(yè)

8、水，出口溫度不宜過(guò)高。還因?yàn)楣I(yè)水中含有許多鹽類。如CaCO3、MgCO3、CaS04、MgSO4 等。若出口溫度過(guò)高，上述鹽類就會(huì)因溶解度減小而析出，附在器壁表面上形成熱 阻很大的垢層，使傳熱過(guò)程惡化。盡管可以采取在冷卻水中添加阻垢劑等化學(xué)方法，但至少?gòu)哪壳翱?，?果很有限。所以無(wú)節(jié)制了提高冷卻介質(zhì)出口溫度的方法是行不通的。設(shè)計(jì)時(shí)常取冷卻水進(jìn)、出口的溫度差 為 5-10 四 選擇題（一） 單項(xiàng)選擇題）。3-53 對(duì)下述幾組換熱介質(zhì)，通常在列管式換熱器中K 值從大到小正確的排列順序應(yīng)是（熱流體A ； B ； C ； D ； 冷流體水水沸騰氣體 水蒸氣冷凝水輕油水水答案： D3-54 關(guān)于傳熱系

9、數(shù) K 下述說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（ ）A. 傳熱過(guò)程中總傳熱系數(shù) K 實(shí)際是個(gè)平均值；B. 總傳熱系數(shù) K 隨著所取的傳熱面不同而異；C. 總傳熱系數(shù) K 可用來(lái)表示傳熱過(guò)程的強(qiáng)弱，與冷、熱流體的物性無(wú)關(guān)；D. 要提高 K 值，應(yīng)從降低最大熱阻著手；答案： C3-55 為了在某固定空間造成充分的自然對(duì)流，有下面兩種說(shuō)法： 加熱器應(yīng)置于該空間的上部； 冷凝器應(yīng)置于該空間的下部；正確的結(jié)論應(yīng)該是（ ）。A. 這兩種說(shuō)法都對(duì)； C. 第一種說(shuō)法對(duì)，第二種說(shuō)法錯(cuò)；B. 這兩種說(shuō)法都不對(duì)； D. 第二種說(shuō)法對(duì)，第一種說(shuō)法錯(cuò) 答案： B3-56 下述各種情況下對(duì)流傳熱系數(shù)由大到小的正確順序應(yīng)該是（A ；C. ；

10、B. ；D. ； 空氣流速為 30m/S 時(shí)的 a; 水的流速為 1.5m/s 時(shí)的 a; 蒸汽滴狀冷凝時(shí)的 a; 水沸騰時(shí)的 a;答案： C3-57 傳熱過(guò)程中當(dāng)兩側(cè)流體的對(duì)流傳熱系數(shù)都較大時(shí)，影響傳熱過(guò)程的將是（ ）。A. 管避熱阻； B. 污垢熱阻； C管內(nèi)對(duì)流傳熱熱阻； D. 管外對(duì)流傳熱熱阻 答案： B43-58 在冷凝器中用水冷凝苯蒸汽，水走管程，其雷若數(shù)Re 1.2 104, 此時(shí)對(duì)流傳熱系數(shù)為。若將水的流量減半，其對(duì)流傳熱系數(shù) （ ）。A. （1/2） 0.8 B. （1/2） 0.8C. =（1/2） 0.8 D. 無(wú)法確認(rèn)答案： B分析：水的流量減半后，按流 （ Re 10

11、4 ） 公式計(jì)算， （1/2）0.8 但本例中流型 已變成渡流5Re 5 103 ），此時(shí) 。又1 6 10.08 1, （1/2）Re3-59 揭示了物體輻射能力與吸效率之間關(guān)系的定律是（ ）。A. 斯蒂芬 - 波爾茲曼定律；C. 折射B. 克?；舴?D. 普郎克答案： B3-60 關(guān)于輻射傳熱，下述幾種說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（ ）。A 除真空和大多數(shù)固體外，熱射線可完全透過(guò)；B 熱輻射和光輻射的本質(zhì)完全相同，不同的僅僅是波長(zhǎng)的范圍；C 熱射線和可見(jiàn)光一樣，都服從則折射定律；D 物體的溫度不變，其發(fā)射的輻射能也不變答案： A3-61 關(guān)于下面兩種說(shuō)法的正確結(jié)論應(yīng)是（ ）。1） 物體的相應(yīng)位置確定后，

12、系統(tǒng)的黑度只與表面黑度有關(guān)；2） 通過(guò)改變表面黑度的方法不能強(qiáng)化或消減輻射過(guò)程。A. 這兩種說(shuō)法都對(duì)； C. 第一種說(shuō)法對(duì)，第二種說(shuō)法不對(duì)；B. 這兩種說(shuō)法都不對(duì)； D. 第二種說(shuō)法對(duì)，第一種說(shuō)法不對(duì)答案： C3-62 關(guān)于下面兩種說(shuō)法的正確結(jié)論應(yīng)是（ ）。1） 固體的輻射和吸收只能在表面上進(jìn)行，因此只和表面積的大小和表面特性有關(guān)；2） 氣體的輻射和吸收是在整個(gè)龍積上進(jìn)行的，必然和氣體積的大小和形狀有關(guān)。A. 這兩種說(shuō)法都對(duì)； C. 第一種說(shuō)法對(duì)，第二種說(shuō)法錯(cuò)；B. 這兩種說(shuō)法都錯(cuò)； D. 第二種說(shuō)法對(duì)，第一種說(shuō)法錯(cuò)答案： A（二） 多項(xiàng)選擇題3-63 用流子翅片管制成空氣預(yù)熱管回收加熱爐煙器

13、氣中的余熱，可以（ ）。A. 節(jié)省料油（氣）的用量；B. 提高加熱爐的熱效率；C. 增大空氣預(yù)器的總傳熱系數(shù)；D. 降低動(dòng)力消耗 .答案： A、B、 C3-64 確定換熱器總傳熱系數(shù)的方法有（ ）。A. 查樣本書； B. 經(jīng)驗(yàn)估算；C. 公式計(jì)算； D. 實(shí)驗(yàn)測(cè)定答案： B、C、 D分析：總傳熱系數(shù) K 是一個(gè)與流體物性、流體流動(dòng)狀態(tài)等有關(guān)的參數(shù)，而非某臺(tái)換熱器的屬性。換言 之同一臺(tái)換熱器如果流體不同，流動(dòng)狀態(tài)不同或其它工藝條件不同， K 值是不同的。所以換熱器的總傳熱 系數(shù)不能象離心泵的流量和壓頭的對(duì)應(yīng)關(guān)系那樣從樣本書上查到。經(jīng)驗(yàn)估計(jì)、實(shí)驗(yàn)測(cè)定和公式計(jì)算 3 種方法常常是互相結(jié)合的，很難輕易

14、下結(jié)論哪種方法比其他兩種方 法更好些。3-65 熱管換熱器特別適合氣一氣換熱的原因在于（ ）。A.把傳統(tǒng)的內(nèi)、外表面間的傳熱巧妙地轉(zhuǎn)化為兩管外表面的傳熱；B.可以耐高溫；C .冷熱兩端皆可用加翅片的方法進(jìn)行強(qiáng)化；D.熱管內(nèi)部熱量的傳遞是一個(gè)沸騰一冷凝過(guò)程，較大答案： A、 分析：熱管空氣預(yù)換器是一種新型高效傳熱設(shè)備。但目前我國(guó)大部分煉廠用水作為熱管工質(zhì)，由 于其飽和蒸汽壓較大，一般工質(zhì)許用溫度在 300 C 對(duì)應(yīng)壓強(qiáng)為 8.82MPa , (87atm) 。3-66 下述措施中對(duì)提高換熱器殼程對(duì)流傳熱系數(shù)有效的是 ( ) 。. 設(shè)備折流板； . 增大板間距；C . 換熱器采用三角形排列； .

15、增加管程數(shù)答案：、3-67在確定換熱介質(zhì)的流程時(shí)，通常走管程的有( )，走殼程的有( )。.高壓流體； . 蒸汽； .易結(jié)垢的流體；.腐蝕性流體； . 粘度大的流體； .被冷卻的流體；答案：、； B、3-68下列換熱器中屬于間壁式換熱器的有()。A.蛇管式； B. 螺旋板式；C.板翅式； D. 夾套式答案：、3-69 通過(guò)一換熱器用一定溫度的飽和蒸汽加熱某油品。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)油品出口溫度降 低。究其原因可能是( )。A. 油的流量變大 ; C. 管內(nèi)壁有污垢積存 ;B. 油的初溫下降 ; D. 管內(nèi)汽側(cè)有不凝氣體產(chǎn)生答案 :A,B,C,D3-70 在套管換熱器中用冷卻水從熱流體中移走一定的

16、熱量 .已知該地冬 ( ). 夏( )兩季水的平 均溫度相差 10. 若維持水的終溫不變 , 則( ).答案 :A,D,F3-71 高翅片管換熱器對(duì)下述幾種情況無(wú)明顯效果的是 ( ).A. 一側(cè)為空氣冷凝 , 一側(cè)為液體沸騰 ;B. 一側(cè)為油氣冷凝 , 一側(cè)為氣體被加熱 ;C. 兩側(cè)均為液體 ;D. 一側(cè)為水 , 一側(cè)為空氣答案 :A,C3-72 采用多管程換熱器 ,雖然能提高管內(nèi)流體的流速 ,增大其對(duì)流傳熱系數(shù) , 但同時(shí)也導(dǎo)致 ( ).A. 管內(nèi)易結(jié)垢 ; C. 平均溫差下降 ;B. 殼程流體流速過(guò)低 ; D. 管內(nèi)流動(dòng)阻力增大答案： C,D3-73 物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)與其 ( ) 有關(guān) .A

17、. 組成 ; B.顏色; C. 溫差 ; D. 密度答案 :A,C,D3-74 關(guān)于對(duì)流傳熱系數(shù)有兩種說(shuō)法 :1) 對(duì)流傳熱系數(shù)是衡量對(duì)流傳熱過(guò)程強(qiáng)烈程度的標(biāo)志 ;2）對(duì)流傳熱系數(shù)越大 , 在相同傳熱推動(dòng)力下所交換的熱量越多 . 正確的結(jié)論應(yīng)是 （ ）.A. 兩種說(shuō)法都對(duì) ; C. 第一種說(shuō)法對(duì) , 第二種說(shuō)法錯(cuò) ;B. 兩種說(shuō)法都錯(cuò) ; D. 第二種說(shuō)法對(duì) , 第一種說(shuō)法錯(cuò) 答案 :A3-75 影響對(duì)流傳熱系數(shù)的因素有 （ ）.A. 產(chǎn)生對(duì)流的原因 ;B. 流體的流動(dòng)狀況 ;C. 流體的物性 ;D. 流體有無(wú)相變 ;E. 壁面的幾何因素答案 :A,B,C,D,E3-76 增大換熱器傳熱面積的

18、辦法有 （ ）A選用粗管排列； B 選用翅片管；C 增加管程數(shù)； D 采用板式換熱器； 答案： B、 D3-77 選擇換熱器管長(zhǎng)的原則是（ ）。A和殼程相適應(yīng)；B管材使用合理；C與管板配套；D清洗方便答案： A、 B、D3-78 下面關(guān)于輻射的說(shuō)法中正確的是（）。A同一溫度下，物體的輻射能力相同；B任何物體的輻射能力和吸收率的比值僅和物體的絕對(duì)溫度有關(guān)；C角系數(shù)的大小與兩表面的形狀、大小、相互位置及距離有關(guān)； D只要物體與周圍環(huán)境的溫度相同，就不存在輻射和吸收過(guò)程 答案： B、 C3-79 黑度表明物體的輻射能力接近黑體的程度，其值大小與物體的（ ）有關(guān)。 A種類；B表面狀況；C表面溫度；D顏

19、色答案： A、 B、C（三）選擇連線3-80請(qǐng)將換熱器的種類與其對(duì)應(yīng)的特點(diǎn)用直線連接。螺旋板式換熱器可以任意調(diào)整傳熱面積翅片式換熱器高效、緊湊、強(qiáng)度大板式換熱器能充分利用低溫?zé)嵩窗宄崾綋Q熱器適用于兩側(cè) 過(guò)于懸殊的場(chǎng)合 -81側(cè)是冷、熱換熱介質(zhì)，右側(cè)是通常采取的強(qiáng)化措施，試將對(duì)應(yīng)項(xiàng)用直線連接。管內(nèi)空氣、管外煙氣管內(nèi)加擾流子管內(nèi)水，和 外 蒸 汽管外加翅片管內(nèi)輕油，管外 空 氣管內(nèi)加翅片管內(nèi)二氧化碳，管外水 管內(nèi)加擾流子，管外加翅片 -82 試將左側(cè)的各種物質(zhì)與右側(cè)其相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)熱系數(shù)大致范圍用直線連接。建筑材料 W/(m . 0 C)金屬3W/(m.0 C)液體 420W/(m.0 C)氣體 (m

20、.0 C)3-85一立式換熱器規(guī)格如下：管長(zhǎng) 3m，管數(shù)30根，管徑為 25 2.5 mm，管程為 1。現(xiàn)擬選用此換熱 器冷凝、冷卻 CS2 飽和蒸氣，使之從飽和溫度 46 降至 10 ， 走管外，其流量 W=0.07kg/s ，其 冷凝潛熱為 356kJ/kg ，比熱容為 (kg ) 。水走管內(nèi)，且與 CS2 呈逆流流動(dòng)。冷卻水進(jìn)出口溫度為 5 和 30 。已知冷凝和冷卻段基于換熱管外表面的總傳熱系數(shù)分別為 K1 200w/ ( m2 ) 和 K2 100w / ( m2 ) 。問(wèn)此換熱器是否合用？ 分析：判斷一臺(tái)換熱器是否合用，一般可以采用比較傳熱速率或傳熱面積的方法，本例采用后一種方法：

21、 分別計(jì)算已有換熱器面積和所需換熱器面積，比較二者后即可以得出結(jié)論。本例不同之點(diǎn)在于：該換熱器 既作冷凝器又作冷卻器，需分段計(jì)算所需面積，即冷凝段所需面積A1 和冷卻段所需面積 A2 ，而A1 、 A2 的求得又須以 tm1 、 tm2 為前提。因此，解決該題的重點(diǎn)在于求出冷凝、冷卻段交界 處的冷卻水溫度，即冷卻水離開冷卻段的溫度 t 。解：( 1)以管子外表面為基準(zhǔn)計(jì)算已有換熱器的傳熱面積：(1) 求所需的傳熱面積 冷凝段與冷卻段的傳熱量Q W r 0.07 356 24.9kWQ2 WhcPh Ts T20.07 1.05 46 10 2065kW兩段的平均溫差總傳熱量： Q Q1 Q2

22、24.9 2.65 27.5kW冷卻水用量27.5WcCpc t2t14.18 30 5 0.263kg/s冷卻水離開冷卻段的溫度t t1Q2WCCpC5 2.65 7.4 0.263 4.18冷 凝 段冷 卻 段冷凝段的平均溫差46 4630 7.416 38.6tm138.6 1616.438.6ln16冷卻段的平均溫差46467.438.6m238.6 516.438.6 ln5所需傳熱面積冷凝段A124.9 103 4.84m2冷卻段K1 tm1200 25.7Q22.65 103Q12 K 2 tm2A221.61m2100 16.4A A ，即已有傳熱面積大于所需傳熱面積，所以此換

23、熱器合用。將流量為 2200kg/h 的空氣在蒸汽預(yù)熱器內(nèi)從 20 加熱到 80。空氣在管內(nèi)作湍流流動(dòng)， 116 的飽 和蒸汽在管外冷凝?，F(xiàn)因工況變動(dòng)需將空氣的流量增加20%，而空氣的進(jìn)、出口溫度不變。問(wèn)采用什么方法才能完成新的生產(chǎn)任務(wù)？請(qǐng)作出定量計(jì)算（要求：換熱器的根數(shù)不作變化）。分析：由傳熱基本方程 Q KA t m 著眼考慮：空氣流量增加 20%而進(jìn)出口溫度不變，即 Q增加 20%。因?yàn)檎羝睦淠禂?shù)遠(yuǎn)大于空氣的對(duì)流傳熱系數(shù), 所以總傳熱系數(shù) K 接近空氣的對(duì)流傳熱系數(shù)。空氣流量增加后，總傳熱系數(shù)增大，但其增大的幅度不能滿足熱負(fù)荷增大的要求，故可以改變的只有 t m 及 A。解： 蒸汽

24、空氣 ，又管壁較薄可忽略其熱阻在物性不變的前提下0.8WA0.8 空氣C11.8d(a)由題意， n 為常數(shù)將 （ a）式代入： QC2 WA0.8tm Ld0.8b）a）、b）二式中C1、 C2均為比例系數(shù)。設(shè)“1”，“ 2”分別代表工況改變前后的情況，由（b）式：已知：Q2Q1t 2 t1A1100 t1ln100 t12(b)比較（ a）、（ b）二式得 將已知數(shù)據(jù)代入 增加冷凝量為 即蒸氣冷凝量增加了 64。 此例可以幫助我們加深對(duì)控制熱阻的理解。由于原來(lái)的冷卻水出口溫度已經(jīng)很低，冷卻水流量加倍后，平均溫差即傳熱推動(dòng)力增加很少，這可由t2與t2 的比較看出。但因蒸氣冷凝給熱系數(shù)遠(yuǎn)大于冷

25、卻水的對(duì)流傳熱系數(shù)，所以管內(nèi)對(duì)流傳熱熱阻就成為整個(gè)冷凝過(guò)程的控制熱阻。冷卻水流量加倍后，管內(nèi)對(duì)流傳熱系數(shù)增大到原來(lái)的20.8 1.74 倍，控制熱阻相應(yīng)降低，導(dǎo)致總傳熱系數(shù)幾乎以與管內(nèi)對(duì)流傳熱系數(shù)相同的幅度增大，結(jié)果使冷凝液大量增加，由此 可見(jiàn)，降低控制熱阻，是增大傳熱速率的一個(gè)重要途徑。某廢熱鍋爐由 25mm 2。5mm的鍋爐鋼管組成。管外為水沸騰，絕對(duì)壓強(qiáng)為2。 8Mpa ，管內(nèi)走合成轉(zhuǎn)化氣，溫度由 550降至 450。已知轉(zhuǎn)化氣一側(cè)，1 250W /（m2 ）水側(cè)20 10000W /（m2 ）。若忽略污垢熱阻，求換熱管的壁溫Tw及 tw。解：方法一1） 先求總傳熱系數(shù)（以管子內(nèi)表面為基

26、準(zhǔn)）2）平均溫度差11b didiKi i dmodo1 0.0025下水的飽和溫度為 225300。 4520 125 1000020253）熱通量4）管壁溫度0.004 0.0000495 0.000080.00413qiQ K i tm 242 270 65.3kW/miAii m1） 先著眼于管內(nèi)的對(duì)流傳熱。由牛頓冷卻定律：qii(T Tw )TwTqi500 65.3 10 239w i 250再眼于管外的對(duì)流傳熱t(yī)w t q00 23052.3 10352.3 10 235 10000方法（1） 先求傳熱過(guò)程的總熱阻及分熱阻（基于內(nèi)表面）2=( m )/W(2) 再求管壁溫度在連續(xù)傳熱過(guò)程中，溫降與熱阻成正比。故已知： t = 230 0c T =550 450= 500 Tw = T- R1(T t)R= 500 0.004 (500 230) 2390.00413tw = t + R3 (T t)R= 230