东北大学换热器原理与设计X试卷作业考核

一、单项选择题（每题2分，共20分）

1.下列不属于间壁式换热器的是（B）。

A.U型管换热器　　　　B.喷射冷凝器　　　　C.列管式换热器　　　　D.板式换热器

2.换热器型号，公称换热面积为（D）m2。

A.90B.60C.25D.10

3.弓形折流板缺口弦高一般为壳体内径的（D）。

A.10%~15%B.20%~25%C.30%~50%D.20%~45%

4.换热器热计算的两个基本方程是传热方程和（C）。

A.牛顿冷却定律　　　　B.动量守恒定律　　　　C.热平衡方程　　　　D.傅里叶定律

5.最大可能传热量是指一个面积为无穷大且流体流量和进口温度与实际换热器的流量和进口温度相同的（C）型换热器所能达到的传热量的极限。

A.顺流　　　　B.叉流　　　　C.逆流　　　　D.混流

6.紧凑性数值一般大于（B）m2/m3可称为紧凑式换热器。

A.　　　　B.　　　　C.　　　　D.

7.逆流，当冷流体的终温与热流体的初温接近时，热利用率（A），所需要的传热面最大。

A.最大　　　　B.最小　　　　C.相同　　　　D.无法比较

8.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

9.胀管法目前一般多用于设计压力（A）于4MPa和设计温度（）于℃的条件下。

A低、低B高、高C低、高D高、低

10.换热器中最常用的管长是（B）

A3.0mB6.0mC7.5mD9.0m

二、多项选择题（每题3分，共30分）

1.关于浮头式换热器优点说法错误的是（CD）。

A.管束可以抽出，以方便清洗管、壳程　　　　B.介质间温差不受限制　　　　

C.不可用于结垢比较严重的场合　　　　D.不可用于管程易腐蚀场合

2.管壳式换热器中，流体何种走管程，何种走壳程的说法正确的是（ABD）。

A.不清洁的应走直管管内　　B.腐蚀性强的应走管内　　　　

C.饱和蒸汽宜走壳程　　　　D.粘度大的宜走壳程

9.以下关于喷射器的说法错误的是（ABC）。

A.只能用作气-气换热　　B.包括喷嘴、引入室、混合室和扩散管

C.传热伴随着传质　　　　D.既有热量交换，又有能量转换

10.以下属于蓄热式换热器的是（BD）。

A.丝管冷却器B.回转式空气预热器

C.热风炉　　　　D.阀门切换型换热器

三、简答题（每题5分，共20分）

1.管壳式换热器中流体流动通道的选择依据。

答：不清洁或易结垢的物料应当流过易于清洗的一侧，对于直管管束，一般通过管内，直管内易于清洗；需通过增大流速提高对流换热系数的流体应选管程，因管程流通截面积小于壳程，且易采用多程来提高流速；腐蚀性流体宜走管程，以免管束和壳体同时受腐蚀；压力高的流体宜选管程，以防止壳体受压；饱和蒸汽宜走壳程，冷凝液易于排出，其α与流速无关；被冷却的流体一般走壳程，便于散热；粘度大、流量小的流体宜选壳程，因壳程的流道截面和流向都在不断变化，在Re即可达到湍流。

2.板式换热器的工作原理、基本结构及作用。

答：在固定压紧板上交替的安放一张板片和一个垫圈，然后安放活动压紧板，旋转压紧螺栓。各传热板片按一定顺序叠加形成板片间的流道，冷、热流体在板片两侧各自的流道内流动，通过传热板片进行热交换。传热板片：为波纹板片，流体在低速下发生强烈湍流，以强化传热；提高板片刚度，能耐较高的压力。密封垫片：密封，防止介质漏出；在两板片间造成一定间隙，形成介质的流道。压紧装置：将垫圈压紧，产生足够密封力。

3.热管主要分为哪三种型式？以任一型式为例，说明热管的工作过程。

答：吸液芯热管、重力热管和旋转热管。例如吸液芯热管，利用工质相变进行热量传递的高效传热器件。蒸发段受热使毛细材料中的工作液蒸发，蒸汽流向冷凝段，蒸汽凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力（重力热管靠重力回流，旋转热管靠离心力分离回流）流回蒸发段，使热量由热管一端传至另一端。

4.简述冷水塔的工作过程，并分析冷水塔中水-气的换热过程。

答：工作过程：水用泵打上去，经过布水器将水均匀地散开落下来；空气从下面抽上去，当水滴和空气接触时，一方面由于空气与水的直接传热，另一方面由于水蒸汽表面和空气之间存在压力差，在压力的作用下产生蒸发现象，将水中的热量带走即蒸发传热，从而达到降温之目的。水-气的换热过程：水气的直接接触传热和水的蒸发传热。

四、计算题（每题15分，共30分）

1.某一错流式换热器，排出的热气体将2.5kg/s的水从35℃加热到85℃，热气体的比热为1.09kJ/(kg℃)，进入换热器的温度为℃，离开时的温度为93℃，若该换热器的传热系数为W/(m2℃)，①试求其传热面积和平均温差。②若水的流量减少一半，而气体的流量及两流体的进口温度保持不变，计算因水流量减少而导致换热量减小的百分比，假定传热系数不变。水的比热容取4.kJ/(kg℃)。（假设当流体的温度效率与热容量比分别为0.25~0.35及2~2.5范围内时，温差修正系数为0.92；当Rc在0.9~0.95，NTU为1.35~1.45范围内时，近似取ε为0.56）

2.某厂用一台面积为1m2的旧换热器来冷却质量流量为kg/h的油。油的比热和进口温度分别为2J/(kg℃)和℃。水的进口温度为15℃，最大可用水体积流量为1.44m3/h，密度为kg/m3，定压比热为4J/kg℃，传热系数为W/m2℃。试确定在顺流时所能达到的最低出口油温。（采用平均温差法，假定出口油温为30

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