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1、换热器原理与设计答案总 7 页- 本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可 - 内页可以根据需求调整适宜字体及大小 -SR:广东海洋大学2021年清考试题?换热器原理与设计?课程试题课程1A9 nni7丁考试DA卷闭卷142001Z号:I考查LJB卷J考试题号K三四五六七八九十总分阅卷教师各题分数实得分数；一 .填空题(10分。每空1分)；1.相比拟沉浸式换热器和喷淋式换热器，沉浸式换热器传热系；数较低。i 2.对于套管式换热器和管壳式换热器来说，套管式换热器:金属耗量多，体积大，占地面积大，多用于传热面积不大的换:热器。JfFn；3.在采用先逆流后顺流0-2型热效方式热交换器时，要特别 J注
2、意温 度交叉问题，防止的方法是增加管外程数和两台单壳:程换热器串联。；4.在流程的选择上，腐蚀性流体宜走管程，流量小或粘度大;的流体宜走壳程，因折流档板的作用可使在低雷诺数(Re100) j下即可到达湍流。i 5.采用短管换热，由于有入口效应，边界层变薄，换热得到理1A0；6.相对于螺旋槽管和光管，螺旋槽管的换热系数高.=7.根据冷凝传热的原理，层流时，相对于横管和竖管，橈管；传热系数较高。；8?减小管子的支撑跨距能增加管子固有频率，在弓形折流板缺:口处不排管，将 减小管子的支撑跨距9热交换器单位体积中所含的传热面积的大小大于等于! ZPOmTnf,为紧凑式换热器。流路为10. 在廷克流动模型
3、中 ABCDE5 股流体中，真正横向流过管束的 B 股流体，设置旁路挡板可以改善匚股流体对传热的不利影响二. 选择题 20 分。每空 2 分1. 管外横向冲刷换热所遵循侧传热准那么数为 C A. 努赛尔准那么数B. 普朗特准那么数C.柯尔本传热因子D.格拉肖夫数2. 以下哪种翅片为三维翅片管 C A.锯齿形翅片B.百叶窗翅片C. C管翅片D.缩放管3. 以下换热器中的比外表积最小 A A.大管径换热器B.小管径换热器C.微通道换热器D.板式换热器4. 对于板式换热器，如何减小换热器的阻力 C A.增加流程数B.采用串联方式C.减小流程数D.减小流道数。5. 对于板翅式换热器，以下哪种说法是正确
4、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. 可用于多种流体换热。D. 换热面积没有得到有效增加。6?对于场协同理论，当速度梯度和温度梯度夹角为A，强化传热效果最好。A. 0 度B. 45 度 度 D. 120 度7. 对于大温差加热流体 A A.对于液体，粘度减小B.对于气体，粘度减小C.对于液体，传热系数减小D.对于气体，传热系数增大8. 对于以下管壳式换热器，哪种换热器不能进行温差应力补偿B A.浮头式换热器B.固定管板式换热器C. U型管换热器D.填料函式换热器。9. 对于以下管束排列方式，换热系数最大的排列方式为AA.正三角形排列B.转置三角形排列C.
5、正方形排列D.转正正方形排列。10. 换热器内流体温度高于 1000C 时，应采用以下何种换热器 A A.辐射式换热器B.强制对流式换热器C.自然对流式换热器D.复合式换热器。三 . 名词解释 15 分，每题 5 分1. 布管限定圆 5分 热交换器的管束外缘受壳体内径的限制，因此在设计时要将管束外 缘置于布管限定圆之内，布管限定圆直径 DI 大小为 浮头式：0 = 0-2纠+$+$固定板或 U 型管式 DL = D,-2b 32. 卡路里温度 5 分 对于油类或其他高粘度流体，对于加热或冷却过程中粘度发生很大 变化，假设采用流体进出口温度的算术平均温度作为定性温度，往往 会使换热系数的数值有很
6、大误差，虽然可以分段计算，但是工作量 较大，工业上常采用卡路里温度作为定性温度。热流体的平均温度心f+巧A f冷流体的平均温度心= +爲心 Y壳侧流体被管侧的水冷却时Fc=壳侧流体被管程的水蒸气加热时Fc=壳侧和管侧均为油时Fc=粘度在10-3Pa- s以下的低粘性液体Fc二3. 热混合5分为了使换热器更好地满足传热和压力降的要求，传热流体流经混合 板流道就相当于其单独流过这两种倾角的板片各自组成的流道后再 混合，所以此种组合而成的板式热交换器在性能上表达了一种“热 混合“采用方法：每两种波纹倾角不同的人字形板片相叠组装成一台板式热交换器 各自分段采用波纹倾角不同的人字形板片组装成一台板式热交
7、换将流道数分段组装亠步实现热混合四.简答题30分，每题10分1.请说出序号3、6、10、18各代表什么零件，起什么作用10分设备接管法兰，与换热器壳程外流路管路连接;拉杆，安装与7- 一膨胀节，补偿管子与壳体热应力不同;10-一放气嘴，用来释放不凝结性气体，18-折流板-使壳程流体折返流动，提高传热系数。支撑管束，防止弯曲2.分析以下换热器型号10分13ES800-1.6-54-仝-411 5 分浮头式换热器：前端管箱为封头管箱，壳体型式为单壳程，后端为 钩 圈式浮头，公称直径800mm,管程压力为，壳程压力为，公称换 热面 积54m2,管长为6m,管外径为25mm, 4管程，II级管束，普通
8、 级冷拔 钢管。BLCI.6-80-人-D1600 18 5 分换热面积为碳钢不可拆螺旋板式换热器，其两螺旋通道的举例分别为14mni和18mm,螺旋板的板的板宽为1000mm,公称压力 为，公称直径为1600mm.堵死型3. 举例说明 5 种换热器，并说明两种流体的传热方式说明两种流 的传热机理D 蒸发器：间壁式，蒸发相变一导热一对流2) 冷凝器：间壁式，冷凝相变一导热一对流3) 锅炉：间壁式，辐射一导热一对流4) 凉水塔：混合式，接触传热传质5) 空气预热器：蓄热式，对流一蓄热，蓄热一对流五？计算题(25分)1.某换热器用100C的饱和水蒸汽加热冷水。单台使用时，冷水的进口温度为10C,出
9、口温度为30Co假设保持水流量不变，将此 种换热 器五台串联使用，水的出口温度变为多少总换热量提高多少倍(15分)解：根据题意，将换热器增加为5台串联使用，将使得传热面积增 大 为原来的5倍，相比拟水蒸气换热为相变换热的流体，水为热容值小的流体，因此此匕(?4)(3070)七22因此根据效能数和单元数的关系可得:=0.78现将传热面积增大为原来的 5倍，单元数增大为原来的5倍，由于严v二附丄0.29效能数为水的出口温度为根据热平衡式，对于冷水，热容值不变，温差增大的倍数为换热量增加的倍数：(73_9 -10)AC“卒；-=3.195(30-10)弋2.在一传热面积为16卅的逆流式套管换热器中，
10、用油加热冷水， 油的流量为3kg/s,进口温度为110 C,水的流量为1 kg/s,进口温度为出 1-R exp-NTU (l-Rc)解：WF3 X 2000 二 6000W/ CW2=1 X 4180=4180W/C因此冷水为最小热容值流体Rc 一呵=4180 -0.697W 6000单元数为* f r KF350x16NTU =:=一一 1.34w4180nun效能数为1 exp AW(l 尺)亠 1 Aexp N7T7(1 尺.)l-exp-l.34(1-0.697)-1-0.697 exp-1.34(l-0.697)0.3340.536 二二Kr; =4+H5+X (110-35) = C