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1.已知某换热壁面的污垢热阻为 0.0003 （ m 2 · K ），若该换热壁面刚投入运行时的传热系数为 340W （ m 2 · K ），则该换热壁面有污垢时的传热系数为 。 2.在一定的进出口温度条件下， 逆流的平均温差最大。
3.不凝结气体含量如何影响了蒸汽凝结时的对流换热系数值？其影响程度如何？凝汽器如何解决这个问题？
答：（ 1 ）因在工业凝汽器设备的凝结温度下，蒸汽中所含有的空气等气体是不会凝结的，故称这些气体成分为不凝结气体。当蒸汽凝结时，不凝结气体聚积在液膜附近，形成不凝结气体层，远处的蒸汽在抵达液膜表面进行凝结前，必须以扩散方式穿过这个气体层，这就使凝结换热过程增加了一个热阻，即气相热阻，所以 α c 降低。（ 3 分） （ 2 ）在一般冷凝温差下，当不凝结气体含量为 1% 时，换热系数将只达纯净蒸汽的 40% 左右，后果是很严重的。（ 3 分，答 50% 左右也可）
（ 3 ）这是凝汽器必须装设抽气器的主要原因之一。
4.一台逆流式换热器用水来冷却润滑油。流量为 2.5kg /s 的冷却水在管内流动，其进出口温度分别为 15 ℃ 和 60 ℃ ，比热为 4174J/(kg · k) ；热油进出口温度分别为 110 和 70 ，比热为 2190 J/(kg · k) 。传热系数为 400W （ m 2 · k ）。试计算所需的传热面积。
解：已知： q m2 =2.5kg/s
? 计算平均温差
（ 2 ）计算水所吸收的热量
（ 3 分）
（ 3 ）计算传热面积 由
得
（ 5 分）
(4 分 )
若不写单位，扣 0.5 分若没写公式，直接把值代入，也可给分 5.下列哪种设备不属于间壁式换热器 ? 【 】
A.1-2 型管壳式换热器 ? B. 2-4 型管壳式换热器 C. 套管式换热器 D. 回转式空气预热器
6.在一台顺流式的换热器中，已知热流体的进出口温度分别为 180 和 100 ，冷流体的进出口温度分别为 40 和 80 ， 则对数平均温差为 ___________ 。
7.在一个传热过程中，当壁面两侧换热热阻相差较多时，增大换热热阻 _______ 一侧的换热系数对于提高传热系数最有效。 8.大容器沸腾
高于液体饱和温度的热壁面沉浸在具有自由表面的液体中所发生的沸腾。 9.为什么高温过热器一般采用顺流式和逆流式混合布置的方式？
答：（ 1 ）因为在一定的进出口温度条件下，逆流的平均温差最大，顺流的平均温差最小，即采用逆流方式有利于设备的经济运行。
（ 2 ）但逆流式换热器也有缺点，其热流体和冷流体的最高温度集中在换热器的同一端，使得该处的壁温较高，即这一端金属材料要承受的温度高于顺流型换热器，不利于设备的安全运行。
（ 3 ）所以高温过热器一般采用顺流式和逆流式混合布置的方式，即在烟温较高区域采用顺流布置，在烟温较低区域采用逆流布置。
10. 珠状凝结：当凝结液不能润湿壁面(θ>90?)时，凝结液在壁面上形成许多液滴，而不形成连续的液膜。 膜状凝结：当液体能润湿壁面时，凝结液和壁面的润湿角(液体与壁面交界处的切面经液体到壁面的交角)θ<90?，凝结液在壁面上形成一层完整的液膜。
核态沸腾：在加热面上产生汽泡，换热温差小，且产生汽泡的速度小于汽泡脱离加热表面的速度，汽泡的剧烈扰动使表面传热系数和热流密度都急剧增加。
膜态沸腾：在加热表面上形成稳定的汽膜层，相变过程不是发生在壁面上，而是汽液界面上，但由于蒸汽的导热系数远小于液体的导热系数，因此表面传热系数大大下降。
11.纯净饱和蒸气膜状凝结的主要热阻是 。 （液膜的导热热阻）
12.大容器饱和沸腾曲线可分为 、 、 、 四个区域，其中 具有温差小、热流大的传热特点。 （自然对流、核态沸腾、过渡沸腾、膜态沸腾，核态沸腾）
13.雷诺比拟采用 模型，其结果在Pr＝ 条件下与实验解相吻合.
（单层，1）
14.沸腾的临界热通量是指 。
（当壁面过热度大到某一程度时，汽泡来不及脱离加热面而开始连成不稳定的汽膜，即由核态沸腾开始向膜态沸腾过渡，出现临界点的热流密度
15.在蒸汽的凝结过程中， 凝结的传热系数大于 凝结。 16.液体沸腾时，汽泡内的压力大于汽泡外液体的压力，主要由于下列哪个因素造成的?
(1)传热温差 (2)表面张力 (3)浮升力 (4)重力 17.工程中，较为常用的沸腾工况是指：
(1)膜态沸腾 (2)核态沸腾 (3)自然对流沸腾 （4）以上都不是
18.当管长远大于管径时，圆管横向布置时的管外膜状凝结传热系数与竖放时相比如何?
（1） 横放时大 （2） 两者差不多 （3） 竖放时大 （4） 无法比较
19.从传热角度看，下面几种冷却方式中，哪种方式的冷却效果会最好?
(1)水冷 (2)氢冷 (3)气冷 (4)水沸腾冷却 20.相变传热的特征为 。
(1)工质比体积变化较大 (2) 汽化潜热 (3) (1)+(2) (4)工质比体积较大 21.在饱和沸腾时，随着 的增高，将会出现 个换热规律全然不同的区域。
(1)壁面过热度 ，4 (2)壁面过热度，6 (3)热流密度 ，4 (4)热流密度，6
22. 凝结液能很好的润湿壁面，形成完整的膜向下流动，称为 。
(1)凝结 (2)膜状凝结 (3) 珠状凝结 (4)稳态凝结 23.影响膜状换热系数的主要因素是 。
(1)蒸汽流速 (2)不凝结气体 (3)表面粗糙度 (4) (1) + (2)
24.什么叫临界热流密度?为什么当加热热流大于临界热流密度时会出现沸腾危机?
（提示：用大容器饱和沸腾曲线解释之。以大容器饱和沸腾为例，(1)沸腾过程中，随着壁面过热度Δt的增大，存在自然对流、核态沸腾、不稳定膜态沸腾和膜态沸腾四个阶段，临界热流密度是从核态沸腾向膜态沸腾转变过程中所对应的最大热流密度；(2)当加热热流大于临界热流密度时，沸腾工况向膜态沸腾过渡，加热面上有汽泡汇集形成汽膜，将壁面与液体隔开，由于汽膜的热阻比液体大得多，使换热系数迅速下降，传热恶化；(3)汽膜的存在使壁温急剧升高，若为控制热流加热设备，如电加热设备，则一旦加热热量大于临界热流密度，沸腾工况从核态沸腾飞跃到稳定膜态沸腾，壁温飞升到1000℃以上(水)，使设备烧毁。）
25.试述不凝性气体影响膜状凝结传热的原因。
（提示：少量不凝性气体的存在就将使凝结换热系数减小，这可以从换热热阻增加和蒸
汽饱和温度下降两方面加以阐述。(1)含有不凝性气体的蒸汽凝结时在液膜表面会逐渐积聚起不凝性气体层，将蒸汽隔开，蒸汽凝结必须穿过气层，使换热热阻大大增加；(2)随着蒸汽的凝结，液膜表面气体分压力增大，使凝结蒸汽的分压力降低，液膜表面蒸汽的饱和温度降低，减少了有效冷凝温差，削弱了凝结换热。）
第五章 传热过程与传热器
一、 名词解释
1． 传热过程:热量从高温流体通过壁面传向低温流体的总过程. 2． 复合传热:对流传热与辐射传热同时存在的传热过程. 3． 污垢系数:单位面积的污垢热阻.
4． 肋化系数: 肋侧表面面积与光壁侧表面积之比. 5． 顺流:两种流体平行流动且方向相同 6． 逆流: 两种流体平行流动且方向相反
7．效能:换热器实际传热的热流量与最大可能传热的热流量之比. 8．传热单元数:传热温差为1K时的热流量与热容量小的流体温度变化1K所吸收或放出的热流量之比.它反映了换热器的初投资和运行费用,是一个换热器的综合经济技术指标.
9．临界热绝缘直径:对应于最小总热阻(或最大传热量)的保温层外径. 二、 填空题
1． 与 的综合过程称为复合传热。 (对流传热，辐射传热)
2
2． 某燃煤电站过热器中，烟气向管壁传热的辐射传热系数为20 W／(m．K)，对流传
2
热系数为40 W／(m．K)，其复合传热系数为 。
2
(60W／(m．K))
3． 肋化系数是指 与 之比。 (加肋后的总换热面积,未加肋时的换热面积)
2
4． 一传热过程的热流密度q＝1．8kW／m，冷、热流体间的温差为30℃，则传热系数
为 ，单位面积的总传热热阻为 。
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(60W／(m．K)，0．017(m.K)／W)
5． 一传热过程的温压为20℃，热流量为lkW，则其热阻为 。 (0．02K／W)
2
6． 已知一厚为30mm的平壁，热流体侧的传热系数为100 W／(m．K)，冷流体侧的传
2
热系数为250W／(m．K)，平壁材料的导热系数为0．2W／(m·K)，则该平壁传热过程的传热系数为 。
2
(6．1W／(m．K))
7． 在一维稳态传热过程中，每个传热环节的热阻分别是0．01K／W、0．35K／W和
0．009lK／W，在热阻为 的传热环节上采取强化传热措施效果最好。 (0．35K／W)
2
8． 某一厚20mm的平壁传热过程的传热系数为45W／(m．K)，热流体侧的传热系数为
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70W／(m K)，冷流体侧的传热系数为200W／(m．K)，则该平壁的导热系数为 。