3 传热、蒸发试题czie.doc

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1、传热、蒸发试题一、填空题1间壁式换热器的传热过程是 对流 、 传导 、 对流 。2金属的导热系数大约为 几十 W/mK，液体的大约为 101 W/mK，气体的大约为 102 W/mK。3沸腾传热可分为三个区域，它们是 自然对流 、膜状对流 和 核状对流 。正常操作应维持在 核状对流 区内操作。4常见的蒸气冷疑方式为膜状冷凝和 滴状冷凝 。5液体沸腾现象的两种基本表现形式为膜状沸腾和 泡核沸腾 。6饱和蒸气冷凝时，传热膜系数突然下降，可能的原因为 蒸气中含不凝气体，壁面附近形成一层气膜，传热阻力加大，膜系数急剧下降 ，解决的措施为 应及时排除不凝气体 。7某一套管换热器用管间饱和蒸气加热管内空气

2、，设饱和蒸气温度为100，空气进口温度为20，出口温度为80，问此套管换热器内壁温度是 接近空气的平均温度 接近饱和蒸气与空气的平均温度 接近饱和蒸气的温度 接近室温8列管式换热器中，用饱和水蒸气加热空气，则传热管的壁温接近 饱和水蒸气的温度 ，总传热系数K的值接近 空气传热膜系数 。9固定管板式列管换热器中，压力高、腐蚀性以及不清洁的物料应走 管 程。10当设计一台用饱和蒸气加热空气的列管式换热器时， 空气 宜在管内流动。11套管换热器的总传热速率方程的表达式为 Q=KStm ；以外表面积为基准的总传系数K0的计算式为 K0= (忽略垢层热阻)。12Q=CpWt，和Q=KSt二式中的Q的区别

3、为 前者为热负荷、后者为传热速率 ，t的区别为 前者为冷或热流体的初、终温度差，而后者为冷热流体间的传热平均温度差 。 13对于某些热敏性物料的加热而言，为避免出口温度过高而影响产品质量，冷热流体采用 并流 操作更合适。14多程列管式热交换器的壳程中常装有一定数目与管束相垂直的折流挡板(简称挡板)，其目的是 提高对流传热系数 。15一套管式换热器，用水冷却油，水走管内，油走管外，为强化传热，加翅片，问翅片加在管的 加在管的外 侧更合适，理由为 油的较小，加翅片可提高油侧的传热面积 ，有利传热。16对管壳式换热器，当管束和壳体温差超过 时，应采取适当的温差补偿措施。 60 50 40 3017写

4、出三种非循环型蒸发器的名称： 升膜式、降膜式、升降膜 ，这种类型的蒸发器特别用于： 升膜式适合蒸发量大，热敏物料；降膜式适合浓度大、黏度大的溶液，升降膜式适合浓度变化大、厂房高度受限制情况 。18蒸发过程的实质是 热量传递过程 。19大多数工业蒸发所处理的是水溶液，热源是 加热蒸气（生蒸气） ，产生的仍是 水蒸气（二次蒸气） ，两者的区别是 温度压力 不同。20工业上常用的蒸发器有 循环型蒸发器 、 单程型蒸发器 和 旋转刮片式蒸发器 。21通常将lkg水蒸气所能蒸发的水量(WD)称为 蒸气的经济性 。22一般定义单位传热面的蒸发量称为蒸发器的 生产强度 。23测得某碱液蒸发器中蒸发室内二次蒸

5、气的压强为p，碱液沸点为t。今若据p去查水的汽化潜热rp与据t去查水的汽化潜热rt，可断定rp与rf的相对大小为 。 rprt rprt rp=rt 无确定关系，不好比24提高蒸发装置的真空度，一定能取得的效果为 。 将增大加热器的传热温差 将增大冷凝器的传热温差 将提高加热器的总传热系数 会降低二次蒸气流动的阻力损失25采用多效蒸发的目的在于 。 提高完成液的浓度 提高蒸发器的生产能力 提高水蒸气的利用率 提高完成液的产量26传热在化工生产过程的应用主要有：(1)创造并维持 化学反应 需要的温度条件；(2)创造并维持 化工单元操作 过程需要的温度条件；(3) 热能的合理利用与 余热 的回收；

6、(4) 绝热 与 节能 。27要解决生产中的有关传热问题，正确地对传热设备进行操作，必须学习的内容：(1)传热的 基本方式 及其主要特点、 原理 和基本 规律 内容；(2)工业 换热方法 及其主要特点；(3)换热器内传热过程的 基本步骤 与基本 计算 ；(4)常见换热器的 型号 与 结构 特点，换热器发展趋势，典型换热器的 使用 与 维护 ；(5)强化传热与削弱传热的 相同点 与 区别 。28传热系统中各点的温度仅与 位置 有关而与 时间 无关的传热称为稳态传热；传热系统中各点的温度既与 位置 有关又与 时间 有关的传热称为非稳态传热。29在换热过程中，温度较高放出热量的流体称为 热载热体 流

7、体；温度较低吸收热量的流体称为 冷载热体 流体。30根据换热器换热方法的不同，工业换热方法分为：(1) 直接混合 式换热；(2) 间壁 式换热；(3) 蓄热式 式换热等。其中冷、热流体互不接触的是间壁 式换热。31典型间壁式换热器有 套管式 换热器和 列管式 换热器等。32根据机理的不同，传热的基本方式有：热 传导 、热 对流 和热 辐射。33导热速率与 温度梯度 以及垂直于热流方向的 导热面积 成正比。34热导率是物质的一种 物理性质 ，反映物质 导热 能力的大小，其单位是 W/mK 。35当r2r1 2 时，圆筒壁导热速率方程式中的对数平均半径可由 算术 平均值代替，其算式可表示为 rm=

8、 r1+r2/2 。36在对流传热时，热阻主要集中在 层流内层 。37对流传热系数的单位是 W/m2K 。38影响对流传热系数的因素有：(1)流体的 种类（状态） ；(2)流体的物性，如 比热 、 密度 、 黏度 和 导热系数 等； (3)流体的 流动状态；(4)流体流动的 原因 ；(5)传热壁面的 形状 、位置 及 大小 。39目前求取对流传热系数常采用 因次 分析法，将众多影响因素组合成若干 无因次 数群，再通过实验确定各 特征数 数之间的关系，即得到各种条件下的 关联式 。40化工生产中的对流传热有：(1)流体无相变时的对流传热，包括 并流 对流和 逆流 对流；(2)流体有相变时的对流传

9、热，包括 和 沸腾、和 冷凝 。41 增大 (增大、减小)流速和 减小 (增大、减小)管径都能增大无相变时的对流传热系数，但以 增大 更为有效。42影响辐射传热的主要因素有：(1) 温度 ；(2) 几何位置 ；(3) 黑度 ；(4)物质之间的 介质及影响 。43间壁式换热器中热量传递过程为 热流体 流体以 对流 传热的方式将热量传递给壁面一侧，壁面以 热传导 方式将热量传到壁面另一侧， 再以 对流 传热方式传给 冷流体 。44间壁式换热器中传热速度与传热 温度差 成正比，与传热 热阻 成反比。45化工过程的传热问题可分为两类：一类是 设计 型问题；另一类是 操作型问题。46流体传热量的计算方法

10、有：(1) 显热法 计算；(2) 潜热法 计算；(3)焓差法计算。47换热器中两流体的流动形式有： 并 流、 逆 流、 错 流和折 流等。48传热系数K的单位是 W/m2K ，其获取方法有：(1)取 经验值 ；(2)现场测定；(3) 理论计算 。 49强化传热的途径有：(1)增大 传热面积 ；(2)提高 传热温度差 ；(3)提高_传热系数。50对保温结构的基本要求：(1)保温绝热 要可靠 ；(2)有足够的 机械强度 ；(3)有良好的 保护层 ；(4)结构 简单 ，材料消耗量 小 ，价格 低廉 ，易于施工等。51化工生产中常用的加热剂有：水 蒸气 、 热 水、高温 有机物、无机 熔盐等。此外还可

11、以用 液态 金属、 烟道气 气和 电阻、电感 等来加热。52按用途分类，换热器可分为：(1) 加热 器；(2) 预热 器；(3) _过热器；(4)蒸发器；(5) 再沸 器；(6)冷 却 器；(7)冷 凝 器。53按传热面形状和结构分类，换热器可分为 管 式换热器、 板 式换热器和 特殊 形式换热器。54按所用材料分类，换热器可分为 金属 材料换热器和 非金属 材料换热器。55按传热管的结构不同，管式换热器可分为 列管 式、 套管 式、蛇管式和翅片管式换热器等几种。56板式换热器可分为 夹套式 、 平 板式、螺旋 板式、板翅式和 热板 式换热器等几种。57列管换热器的型号由换热器代号、公称 直径

12、 、 管程 数、公称 压力 和公称 换热面积 等五部分组成。58选用或设计列管换热器时应考虑的问题有：(1)流体流动空间 的选择；(2)冷却剂(或加热剂) 的选择；(3)冷却剂(或加热剂) 进、出口 温度的确定；(4)管子管径与管 长 的选择；(5) 单 程数与 多 程数的选择；(6) 列管类型的选择；(7)流体通过换热器的压降 的计算等。59列管换热器选型(设计)的一般步骤：(1)确定冷却剂(或加热剂) ；(2)确定流体在换热器内的流动 空间 ；(3)确定并计算 热负荷 ；(4)确定 管、壳 程数或调整冷却剂(或加热剂)的 进出口 温度；(5)确定换热器的 结构形式 ；(6)选取_传热系数_

13、，初算 传热面积 ，选定换热器的基本尺寸并确定其实际传热面积，计算在实际传热面积下的 传热系数 ； (7)计算 管、壳程的传热膜系数 ；(8)核算实际_传热面积；若不合理另选 传热系数 ，重复上述步骤，直至符合要求。60蒸发就是通过 加热 的方法，将稀溶液中的 挥发性 溶剂_汽化_而 除去 ，从而使溶液 浓缩 的一种单元操作。61蒸发分 单效 蒸发和 多效 蒸发两种，工业生产中普遍采用的是 多次_汽化。62蒸发操作中，用来加热的蒸汽称为 生蒸气或热源 蒸汽，从蒸发器中蒸发出来的蒸汽称为 二次 蒸汽。63蒸发操作按压强分可分为 常压蒸发 、加压蒸发 . 和 减压蒸发 操作；按二次蒸汽的利用情况可分为 单效 蒸发和 多效 蒸发。64对于单效蒸发在给定生产任务和确定了操作条件后，可用物料衡算和热量衡算来计算 水分 的 汽化 量及 蒸气 的 消耗 量。65加热蒸汽提供的热量主要用于：(1)将原料从 进料 温度加热到 _沸腾_温度所需的显热；(2)在 沸腾温度 下使溶剂汽化所需的潜热；(3)补偿蒸发过程的 热损失 。66. 根据加料方式不同，多效操作的流程可分为 并 流、 逆 流和 平 流。67蒸发所用的主体设备蒸发器由 蒸发室 和 加热室 两个基本部分组成。此外，蒸发设备还包括 除沫器 、 冷凝器 及减压蒸发时采用的 抽真空 等辅助设备。