換熱器原理與設(shè)計(答案

1、GDOU-B-11-302Z.海洋大學(xué)2013年清考試題題號-一一-二三三四五六七八九十總分閱卷教師各題分?jǐn)?shù)實得分?jǐn)?shù)課程號：1420017密I閉卷 V考試:一.填空題（10分。每空1分）:1.相比較沉浸式換熱器和噴淋式換熱器， 沉浸式換熱器傳熱系數(shù) :較低。換熱器原理與設(shè)計課程試題V考試 口A卷考查 口 B卷:2.對于套管式換熱器和管殼式換熱器來說，套管式換熱器金:屬耗量多，體積大，占地面積大，多用于傳熱面積不大的換熱器。；3.在米用先逆流后順流1-2型熱效方式熱交換器時，要特別注 封意溫度交叉問題，避免的方法是增加管外程數(shù)和兩臺單殼程換:熱器串聯(lián)。:4.在流程的選擇上，腐蝕性流體宜走管程，流

2、量小或粘度大的流體宜走殼程，因折流檔板的作用可使在低雷諾數(shù)（Re 100）下即:可達(dá)到湍流。試 題 共4:5.采用短管換熱，由于有入口效應(yīng)，邊界層變薄，換熱得到強化。6.相對于螺旋槽管和光管.螺旋槽管的換熱系數(shù)高 .線7.根據(jù)冷凝傳熱的原理，層流時，相對于橫管和豎管，橫管傳頁加白紙3i熱系數(shù)較高。；8.減小管子的支撐跨距能增加管子固有頻率，在弓形折流板缺口:處不排管，將減小管子的支撐跨距:9.熱交換器單位體積中所含的傳熱面積的大小大于等于:700m2/m3,為緊湊式換熱器。10.在廷克流動模型中ABCDE5股流體中，真正橫向流過管束的 流路為B股流體，設(shè)置旁路擋板可以改善C股流體對傳熱的不利

3、影響。二. 選擇題（20分。每空2分）1管外橫向沖刷換熱所遵循側(cè)傳熱準(zhǔn)則數(shù)為（C ）A.努賽爾準(zhǔn)則數(shù)B.普朗特準(zhǔn)則數(shù)C.柯爾本傳熱因子D.格拉肖夫數(shù)2以下哪種翅片為三維翅片管（C）A.鋸齒形翅片B.百葉窗翅片C. C管翅片D.縮放管3以下?lián)Q熱器中的比表面積最?。ˋ ）A .大管徑換熱器B.小管徑換熱器C.微通道換熱器D.板式換熱器4.對于板式換熱器，如何減小換熱器的阻力（C ） A .增加流程數(shù)B .米用串聯(lián)方式C.減小流程數(shù)D.減小流道數(shù)。5對于板翅式換熱器，下列哪種說法是正確的（C ）A .翅片高度越高，翅片效率越高B .翅片厚度越小，翅片效率越高C. 可用于多種流體換熱。D. 換熱面積沒

4、有得到有效增加。6對于場協(xié)同理論，當(dāng)速度梯度和溫度梯度夾角為（A ），強化傳熱效 果最好。A . 0 度B . 45 度 C.90 度 D. 120 度7. 對于大溫差加熱流體（A ）A .對于液體，粘度減小B .對于氣體，粘度減小C.對于液體，傳熱系數(shù)減小D.對于氣體，傳熱系數(shù)增大8. 對于下列管殼式換熱器，哪種換熱器不能進(jìn)行溫差應(yīng)力補償（B ）A .浮頭式換熱器B .固定管板式換熱器C. U型管換熱器D.填料函式換熱器。9. 對于下列管束排列方式，換熱系數(shù)最大的排列方式為（A ）A .正三角形排列B .轉(zhuǎn)置三角形排列C.正方形排列D.轉(zhuǎn)正正方形排列10.換熱器流體溫度高于A .輻射式換熱器

5、C.自然對流式換熱器1000 C時，應(yīng)采用以下何種換熱器（A ） B .強制對流式換熱器D.復(fù)合式換熱器。三. 名詞解釋（15分，每題5分）1布管限定圓（5分）熱交換器的管束外緣受殼體徑的限制，因此在設(shè)計時要將管束外緣置于布管限定圓之，布管限定圓直徑DI大小為浮頭式：Dl Di 2（b1 b2 b3） 固定板或U型管式 DL Di生2卡路里溫度（5分）對于油類或其他高粘度流體，對于加熱或冷卻過程中粘度發(fā)生很大 變化，若采用流體進(jìn)出口溫度的算術(shù)平均溫度作為定性溫度，往往會使換熱系數(shù)的數(shù)值有很大誤差，雖然可以分段計算，但是工作量 較大，工業(yè)上常采用卡路里溫度作為定性溫度。熱流體的平均溫度冷流體的平

6、均溫度 殼側(cè)流體被管側(cè)的水冷卻時1H1tm2t2Fc(t2 t2)nintm1 t1Fc (t1 t1 )Fc=0.3殼側(cè)流體被管程的水蒸氣加熱時Fc=0.55殼側(cè)和管側(cè)均為油時Fc=0.45粘度在10-3Pa?s以下的低粘性液體Fc=0.5 3熱混合（5分）為了使換熱器更好地滿足傳熱和壓力降的要求，傳熱流體流經(jīng)混合 板流道就相當(dāng)于其單獨流過這兩種傾角的板片各自組成的流道后再混合，所以此種組合而成的板式熱交換器在性能上體現(xiàn)了一種熱混合”采用方法：每兩種波紋傾角不同的人字形板片相疊組裝成一臺板式熱交換器 各自分段采用波紋傾角不同的人字形板片組裝成一臺板式熱交換 器將流道數(shù)分段組裝，進(jìn)一步實現(xiàn)熱混

7、合四. 簡答題（30分，每題10分）1請說出序號3、6、7、10、18各代表什么零件，起什么作用？ （10 分）34567$910 I 1 123-設(shè)備接管法蘭，與換熱器殼程外流路管路連接；6- -拉桿，安裝與固定折流板；7- -膨脹節(jié)，補償管子與殼體熱應(yīng)力不同；10-放氣嘴，用來釋放不凝結(jié)性氣體，18-折流板-使殼程流體折返流動，提高傳熱系數(shù)。支撐管束，防止 彎曲2. 分析下列換熱器型號（10分）（1）BES800 1.6 54 4H（5 分）25浮頭式換熱器：前端管箱為封頭管箱，殼體型式為單殼程，后端為 鉤圈式浮頭，公稱直徑800mm,管程壓力為1.6Mpa,殼程壓力為1.6Mpa，公稱換

8、熱面積54m2,管長為6m,管外徑為25mm, 4管程, H級管束，普通級冷拔鋼管。1.014BLC1.6 80 一D1600 18（5 分）換熱面積為80m2,碳鋼不可拆螺旋板式換熱器，其兩螺旋通道的舉 例分別為14mm和18mm,螺旋板的板的板寬為1000mm,公稱壓力為1.6MPa公稱直徑為1600mm.堵死型3. 舉例說明5種換熱器，并說明兩種流體的傳熱方式？說明兩種流體的傳熱機理？1）蒸發(fā)器：間壁式，蒸發(fā)相變 一導(dǎo)熱一對流2）冷凝器：間壁式，冷凝相變 一導(dǎo)熱一對流3）鍋爐：間壁式，輻射 一導(dǎo)熱一對流4）涼水塔：混合式，接觸傳熱傳質(zhì)5）空氣預(yù)熱器：蓄熱式，對流一蓄熱，蓄熱一對流五. 計

9、算題（25 分）1.某換熱器用100C的飽和水蒸汽加熱冷水。單臺使用時，冷水的 進(jìn)口溫度為10C，出口溫度為30C。若保持水流量不變，將此種換 熱器五臺串聯(lián)使用，水的出口溫度變?yōu)槎嗌?？總換熱量提高多少 倍？（ 15分）解：根據(jù)題意，將換熱器增加為 5臺串聯(lián)使用，將使得傳熱面積增 大為原來的5倍，相比較水蒸氣換熱為相變換熱的流體，水為熱容 值小的流體，因此嚴(yán)眄（d） _隹-。_血-L0叱”區(qū)Y廠（170疋一因此根據(jù)效能數(shù)和單元數(shù)的關(guān)系可得:= 0.78現(xiàn)將傳熱面積增大為原來的5倍，單元數(shù)增大為原來的5倍, 由于 噸=0.7護(hù)=02V效能數(shù)為石00_頑弋= 1-09水的出口溫度為tt=73C根據(jù)熱

10、平衡式，對于冷水，熱容值不變，溫差增大的倍數(shù)為換熱量 增加的倍數(shù)：(73_9 -10)C=3J952.在一傳熱面積為16m2的逆流式套管換熱器中，用油加熱冷水， 油的流量為3kg/s,進(jìn)口溫度為110C，水的流量為1 kg/s,進(jìn)口溫度 為35C，油和水的平均比熱為2 kJ/kg?C和4.18 kJ/kg?C，換熱器的 總傳熱系數(shù)為350W/m2?C，求水的出口溫度(10分)1 exp NTU (1 Rc)注：注： 1 Rc exp NTU (1 Rc)解：W1=3 X 2000=6000W/ CW2=1 X 4180=4180W/ C因此冷水為最小熱容值流體RcWminmax418060000.697z.單元數(shù)為NTUKFWmin35