换热器原理设计期末复题重点
第章
1填空：
1．传递热量方式换热器分间壁式 混合式 蓄热式
2 沉浸式换热器传热系数低 体积金属耗量
3 相较沉浸式换热器喷淋式换热器沉浸式换热器传热系数较低喷淋式换热器冷水少时冷器部润湿
4沉浸式换热器喷淋式换热器套式换热器中套式换热器中适高温高压流体传热
5换热器设计计算容包括热计算 结构计算 流动阻力计算强度计算
6温度状况分稳定工况 非稳定工况换热器
7套式换热器壳式换热器说套式换热器金属耗量体积占面积传热面积换热器
2简答：
1说出意五换热器说明换热器两侧工质换热方式
答：图热力发电厂设备名称：
1．锅炉(蒸发器) * 2．热器* 3．省煤器* 4．空气预热器* 5．引风机 6．烟囱 7．送风机 8．油箱 9．油泵 1 0．油加热器* 11．气轮机 12．冷凝器* 13．循环水冷培* 14．循环水泵 15．凝结水泵16．低压加热器* 17．氧(加热)器*18．水泵 19．高压加热器·
柱·者均换热器
2．较沉浸式换热器喷淋式换热器套式换热器壳式换热器优缺点
答：⑴沉浸式换热器
缺点：然流传热系数低体积金属耗量
优点： 结构简单制作修理方便容易清洗腐蚀性流体
⑵喷淋式换热器：
优 点：结构简单易制造检修换热系数传热系数沉浸式换热器冷腐蚀性流体
缺点：冷水少时冷器部润湿金属耗量沉浸式
⑶套式换热器：
优点：结构简单适高温高压流体传热特流量流体传热改变套根数方便增减热负荷方便清污垢适易生污垢流体
缺点：流动阻力金属耗量体积占面积传热面积换热器
⑷壳式换热器：
优点：结构简单造价较低选材范围广处理力适应高温高压流体性程度高
缺点：新型高效换热器相传热系数低壳程横刷振动噪音
3举例说明5种换热器说明两种流体传热方式？说明两种流体传热机理？
1）蒸发器：间壁式蒸发相变—导热—流
2）冷凝器：间壁式冷凝相变—导热—流
3）锅炉：间壁式辐射—导热—流
4）凉水塔：混合式接触传热传质
5）空气预热器：蓄热式流—蓄热蓄热—流
第章
1填空：
1．传热三种基方式_导热______流__ 辐射_
2两种流体热交换基方式___直接接触式____间壁式____蓄热式_
3．采短换热入口效应边界层变薄换热强化
4．采螺旋者弯拐弯处截面二次环流产生边界层遭破坏换热强化需引入1修正系数
5．通常气体说温度升高黏度增液体说温度升高黏度减
6．热计算两种基方程式_传热方程式__热衡式_
7．传热温差采流逆流传热方式中流 传热均温差逆流时传热均温差
8流体热变化较时均温差常常进行分段计算
9采先逆流流<12>型热效方式热交换器时特注意温度交叉问题避免方法增加外程数两台单壳程换热器串联工作
10 冷凝传热原理层流时相横竖横传热系数较高
11单相流体间传热温差算术均温差值数均温差
12流体换热遵守基准努赛尔准数雷诺数普兰特数格拉肖夫数关
13．设计计算时通常传热面积进行判定校核计算时通常传热量进行判定
2简答（名词解释）：
1 什效数？什单元数？（公式表示）
答：实际情况传热量q总传热量qmaxqqmax定义换热器效 e 表示
换热器效公式中 KA赖换热器设计 Wmin 赖换热器运行条件 KAWmin定程度表征换热器综合技术济性惯值（量纲数）定义传热单元数NTU
2 热交换器计算方法优缺点较？
设计性热计算采均温差法通Ψ判定拟定流动方式逆流间差距利流动方式选择
校核性传热计算时两种方法试算某情况K已知数值套验数时采传热单元书法更加方便
假设出口温度传热量Q影响直接通定性温度影响总传热系数影响NTU终影响 Q值均温差法假设温度直接计算Q值显然eNTU法假设温度没均温差法敏感该方法优势
3传热基方式种？
答：分三种热传导热流辐射
热传导
热量物体部温度较高部分传递温度较低部分者传递相接触温度较低物体程称热传导简称导热
热流
流体中质点发生相位移引起热量传递称热流流发生流体中
热辐射
辐射种通电磁波传递量程物体热原发出辐射程称热辐射
4流体换热基方式？
答：分三种：直接接触式传热蓄热式换热间壁式换热
直接接触式传热
直接接触式传热特点冷热两流体换热器中直接混合方式进行热量交换称混合式换热
蓄热式换热
蓄热式换热器热容量较蓄热室构成室中充填耐火砖作填料冷热流体交通室时通蓄热室填料热流体热量传递冷流体达两流体换热目
间壁式换热
间壁式换热特点冷热流体固体隔开分壁两侧流动相混合通固体壁进行热量传递
5流体传热基准方程式努赛尔准次方程关？
答：根量纲分析
努赛尔准数雷诺数普兰特数格拉肖夫数关
6．换热分短时螺旋时换热系数增加减少什？
答：短入口效应边界层变薄换热强化换热系数增加
螺旋者弯拐弯处截面二次环流产生边界层遭破坏换热强化需引入修正系数换热系数增加
7出现温差加热流体时分气体液体换热系数增加减少什？
答：流体壁面间温差出现温差时般气体超50℃水超30 ℃油超10 ℃
超述温差时气体加热粘度增换热力减液体加热时液体粘度减换热力增
8什数均温差算术均温差积分均温差间联系区什？
答：
计算结果表达式中包含数项称数均温差例流逆流情况数均温差写成统形式
均温差种更简单形式算术均温差
积分均温差形式
热分段
温度等分段
算术均温差相温度呈直线变化情况总相进出口温度数均温差 时两者差4％ 时两者差23％
流体热温度变化时采数均温差
流体热温度变化较时（23倍时）采数均温差计算误差较时应该采积分均温差
9采均温差法进行设计计算步骤？
均温差法作设计计算时步骤：
(1)假定传热系数求初始传热面积
(2)初步布置换热面(实际传热面积)计算出相应传热系数
(3)根定条件热衡式求出进出口温度中定温度(约束）
(4)冷热流体4进出口温度确定均温差∆tm计算时注意保持修正系数Ψ具合适数值
(5)传热方程求出需换热面积A（原传热面积较)核算换热面两侧流体流动阻力
(6)流动阻力改变方案重新设计
10采效单元数法进行设计计算步骤？
(1) 先假定流体出口温度热衡式计算出口温度
(2) 根4进出口温度求均温差∆tm
(3) 根换热器结构算出相应工作条件总传热系数k(已知)
(4) 已知kA传热方程式计算假设出口温度∆tmQ
(5) 根4进出口温度热衡式计算Q 值面 Q假设出口温度真实换热量
(6) 较两 Q 值满足精度求结束否重新假定出口温度重复(1)(6)直满足精度求
11冷凝换热卧式立式换热器选型选型原说明
膜状冷凝
垂直
水
般说子长度远子直径L>>d水凝结换热系数垂直凝结换热系数
12采积分均温差适条件？
流体热温度变化较时（23倍时）采数均温差计算误差较时应该采积分均温差
积分均温差出发点：
然流体热整温度变化范围变量温度范围分成干段段温度变化流体热作常数处理
3计算题
1蒸汽加热空气热交换器流量5kgs空气10℃加热60℃空气蒸汽逆流热102KJ(kg℃)加热蒸汽系压力P03Mpa温度150℃热蒸汽热交换器中冷该压力90℃冷水试求均温差（附：饱压力03MP饱蒸汽焓27255KJkg饱水焓5614KJkg150℃时水饱温度133℃热蒸汽焓2768 KJkg90时冷水焓377 KJkg）
解：蒸汽冷存着相变整换热程中蒸汽热整换热程中均温差应该分段计算求均值
整换热程分三段：
热蒸汽冷饱蒸汽放出热量Q1相变程换热量Q2饱水冷冷水放出热量Q3
QM2C2(tt)5×102×50＝255KJs
根热衡蒸汽耗量M1Q(ii)255(2768377)
01066kgs
热交换器换热程中存着两冷程冷凝程分三段计算
Q1 M1(ii’)01066×(276827255)4531 KJs
Q2 M1(i’i)01066×(272555614)230693 KJs
Q3 M1(ii)01066×(5614377)19657 KJs
Q3＝M2C2(tbt)tb＝19567(5×102)+1013837℃
Q2+ Q3＝M2C2(tat)ta＝25047(5×102)+1059℃
△t1[(15060)(13359)]ln[(15060)(13359)]817℃
△t2[(13313837)(13359)] ln[(13313837)(13359)]
94725℃
△ t3[(9010)(13313837)] ln[(9010) (13313837)]
98212 ℃
总均温差：△tmQ(Q1△t1+ Q2△t2+ Q3△t3)
255(4531817+23069394725+1965798212) ℃
948℃
换热器流程温度示意图：
2传热面积158m2逆流套式换热器中油加热冷水油流量285kgs进口温度110℃水流量0667kgs进口温度35℃油水均热分19KJkg•℃418KJkg •℃换热器总传热系数320Wm2•℃求水出口温度？
解：W1285X19005415W ℃
W20667X41802788W ℃
冷水热容值流体
单元数
效数
：
3换热器100℃水蒸汽定流量油20℃加热80℃现油流量增倍条件变问油出口温度变少？
注：
解：根题意相较水蒸气换热相变换热流体油热容值流体
根效数单元数关系
：
现油流量增倍条件变单元数减原05倍
解
4某换热器100℃饱水蒸汽加热冷水单台时冷水进口温度10℃出口温度30℃保持水流量变种换热器五台串联水出口温度变少？总换热量提高少倍？
解：根题意换热器增加5台串联传热面积增原5倍相较水蒸气换热相变换热流体水热容值流体
根效数单元数关系
：
现传热面积增原5倍单元数增原5倍
效数
水出口温度
根热衡式冷水热容值变温差增倍数换热量增加倍数：
513℃水冷分馏器80℃饱苯蒸气水流量5kgs苯汽化潜热395 kJkg热1758 kJkg•℃传热系数1140 Wm2•℃试求1 kgs苯蒸气凝结冷47℃需传热面积(1)流(2)逆流
解：根题意
(1) 流时
相变传热热需分段计算均传热温差
1)苯相变冷凝段：
根热衡式苯放热量：
相变段水吸收热Qln
：
均温差
2)苯冷段
苯冷段水吸收热Qlq
：
均温差
总均温差
根传热方程式：
换热器流程温度示意图：
(2) 逆流时
相变传热热需分段计算均传热温差
1)苯冷段
苯冷段水吸收热Qlq
：
均温差
2)苯相变冷凝段：
根热衡式苯放热量：
相变段水吸收热Qln
：
均温差
总均温差
根传热方程式：
换热器流程温度示意图：
第二章
1填空：
1根壳式换热器类型标准结构般分：固定板式换热器U型式换热器浮头式换热器填料函式换热器等
2固定板式换热器U型式换热器固定板式换热器适程走易结垢流体
3相种类型壳式换热器固定板式换热器适程壳程流体温差较场合
4 相种类型壳式换热器填料函式换热器适易挥发易燃易爆毒贵重介质温度受填料物性限制
5．子板固定通常采胀法焊接法
6 壳式换热器中子排列方式常等边三角形排列（正六角形排列）法心圆排列法正方形排列法排列法
7果需增强换热常采等边三角形排列（正六角形排列）法便清洗污垢采正方形排列心圆排列法板划线制造装配较困难
8增加单位体积换热面积常采径换热
9提高壳程流体流速湍流强度强化流体传热外空间常装设隔板折流板
10折流板安装固定通拉杆定距
11壳程换热公式JojHjcjljbjsjr中jb表示束旁通影响校正子jl表示折流板泄漏影响校正子jc表示折流板缺口校正子
12 壳式换热器理想壳程束阻力包括理想错流段阻力∆Pbk理想缺口段阻力∆Pwk
13壳式换热器实际阻力考虑考虑折流板泄漏造成影响Rl旁路造成影响Rb进出口段折流板间距阻力影响Rs
14廷克流动模型中ABCDE5股流体中真正横流束流路B股流体
D股流体折流板壳体壁存间隙形成漏流 设置旁路挡板改善C流路传热利影响
15两流体温差较宜传热系数流体走壳程壁壳壁温差减
16流程选择洁净易结垢流体宜走程清洗方便冷流体宜走壳程便散热腐蚀性流体宜走程流量粘度流体宜走壳程折流档板作低雷诺数(Re＞100)达湍流
17采径换热器单位体积传热面积增结构紧凑金属耗量减少传热系数提高
18流体诱发振动原涡流脱落湍流抖振流体弹性旋转
19减子支撑跨距增加子固频率弓形折流板缺口处排减子支撑跨距
20．蒸发器三种温降分物理化学温降 ∆′静压温降∆″流动阻力温降∆’
21 壳式换热器设计标准应遵循GB151标准GB150标准
22提高换热效果辐射式换热器应增流通截面积流式换热器应减流通截面积
2名词解释：
(1)卡路里温度
油类高粘度流体加热冷程中粘度发生变化采流体进出口温度算术均温度作定性温度会换热系数数值误差然分段计算工作量较工业常采卡路里温度作定性温度
热流体均温度
冷流体均温度
壳侧流体侧水冷时 Fc03
壳侧流体程水蒸气加热时 Fc055
壳侧侧均油时 Fc045
粘度103Pa•s低粘性液体 Fc05
(2)布限定圆
热交换器束外缘受壳体径限制设计时束外缘置布限定圆布限定圆直径Dl
浮头式：
固定板U型式
3简答：
(1)试分析廷克流动模型流路意义
答：
(1) 流路A子折流板孔间存间隙折流板前存压差造成泄漏着外壁结垢减少
(2) 流路B真正横流束流路传热阻力影响项
(3) 流路C束外层子壳体间存间隙产生旁路旁路流量达相数值设置旁路挡板改善流路传热利影响
(4) 流路D折流板壳体壁间存定间隙形成漏流传热利会温度发生相畸变特层流流动时流路达相数值
(5) 流路E程安置分程隔板壳程形成子占通道形成程隔板设置横流方会造成股（股）旁路时旁通走廊中设置定量挡定改善
(2)说明列换热器型号
1)
BEM60020152505194Ⅰ
固定板式换热器：前端箱封头箱壳体型式单壳程端箱封头箱公称直径600mm程压力20Mpa壳程压力15Mpa公称换热面积250m2长5m外径19mm4程Ⅰ级束较高级冷拔钢
2)
固定板式换热器：前端箱封头箱壳体型式单壳程端箱封头箱公称直径800mm程压力20Mpa壳程压力10Mpa公称换热面积254m2长6m外径19mm4程铜
3)
BIU5004016756192Ⅰ
U型式换热器：前端箱封头箱中间壳体U型式端U型束公称直径500mm程压力40Mpa壳程压力16Mpa公称换热面积75m2长6m外径19mm2程Ⅰ级束较高级冷拔钢
4)
盖箱公称直径500mm程壳程设计压力均16MPa公称换热面积54m2碳素钢较高级冷拔换热外径25mm长6m4程单壳程浮头式热交换器Ⅰ级束较高级冷拔钢
(3)找出列图中换热器名称零部件名称作
1) 固定板式换热器
1折流板壳程流体折返流动提高传热系数支撑束防止弯曲
2膨胀节补偿壳式式换热器温差应力
3放气嘴释放凝结气体
2)浮头式换热器
1程隔板增程流体流速
2隔板提高壳程流体流速湍流强度强化流体传热外空间常装设隔板
3浮头补偿壳式式换热器温差应力
3)U形式换热器
1U形流体通换热
2隔板提高壳程流体流速湍流强度强化流体传热外空间常装设隔板
3程隔板增程流体流速
4) 请说出序号267818代表什零件起什作？
2程接法兰换热器程外流路官路连接
6拉杆安装固定折流板
7膨胀节补偿子壳体热应力
8壳体封装壳程流体承受壳程流体压力
18折流板壳程流体折返流动提高传热系数支撑束防止弯曲
第三章
第节：
1填空：
1 热交换器单位体积中含传热面积等700m2m3紧凑式换热器
2 通常采二次表面增加传热表面积状换热器改板状表面
3 螺旋板式热交换器构造包括螺旋型传热板隔板头盖连接
4螺旋板式换热器螺旋板侧表面定距柱作保持流道间距加强湍流增加螺旋板刚度
5 Ⅲ型螺旋板式热交换器中：侧流体螺旋流动流体周边转中心然转周边流出侧流体作（ ）适相变流体换热
2简答
1) 说明列换热器型号
换热面积80m2 碳钢拆螺旋板式换热器两螺旋通道举例分14mm18mm螺旋板板板宽1000mm公称压力16MPa公称直径1600mm贯通型
3计算：
(1) 设螺旋板板厚4mm两通道宽b1b210mm20mm侧效圈数3 d1100mmd1基准半圆直径绕出螺旋板作侧板时d2基准半圆直径绕出螺旋板作外侧板时试作图绘制螺旋体计算中心隔板宽B 基准半圆直径d2 侧螺旋板总长度Li外侧螺旋办总长度 Lo 螺旋板外径D等参数
解：（1）Bd1b1+δ10010+494mm
Bd1b1+δ d2b2+δ推导d2 d1b1+ b2110mmc b1+ b2+2δ10+20+838
t110+414t220+424
nn3d1基准半圆直径绕出
Li2{n（d1+2b1+4δ+d2）+2（nn）c}
2{3（100+20+16+110）+2(93)38}
21194
1876mm
Lo2{n（d1+2b2+4δ+d2）+(d2+δ)+2nc}
2{3(100+40+16+110)+(110+4)+2938}
21596
2507mm
D d2+2nc+2δ110+2338+24346mm
分t12t22侧螺旋板外侧螺旋板圆心画出螺旋板换热器示意图图示
第二节
1填空：
1板式换热器构造划分拆卸全焊式串焊式
2拆卸板式换热器结构传热板片密封垫片压紧装置定位装置组成
2简答：
1）说明列换热器型号
字形波纹板式损热器单片公称换热面积005m2设备总公称换热面积2m2 设计压力8×105Pa设计温度120 ℃组装形式
2）BR031620FІ
板式热交换器：字形波纹单板公称换热面积03m2设计压力16MPa换热面积20m2氟橡胶垫片密封双支撑框架结构板式热交换器
3）BPl0–10–1002–E–Ⅱ
波纹形式水直波纹单板公称换热面积l0 m2设计压力10 MPa换热面积100 m2三元乙丙垫片密封带中间隔板双支撑框架结构板式换热器
4）板式换热器流程通道配合中甲流体热流体乙流体冷流体
甲流体进
乙流体出
甲流体出
乙流体进
3名词解释：
1）热混合：
换热器更满足传热压力降求传热流体流混合板流道相单独流两种倾角板片组成流道混合种组合成板式热交换器性体现种热混合
采方法：
⑴两种波纹倾角字形板片相叠组装成台板式热交换器
⑵分段采波纹倾角字形板片组装成台板式热交换器
⑶流道数分段组装进步实现热混合
第三节
1填空：
1 板翅式换热器隔板翅片封条基单元导流片封头组成
简答：
1 板翅式热交换器两热通道间相隔三冷通道ABC冷热通道翅高均H求冷通道定性尺寸翅片效率
2简答：
1）说明定性尺寸翅片效率
定型尺寸b翅片效率ηtan(mb)(mb)
冷通道A定性尺寸H翅片效率ηAtan(mH)(mH)冷通道B定性尺寸15H翅片效率ηAtan(15mH)(15mH)
冷通道C定性尺寸H翅片效率ηCtan(mH)(mH)
单相强化换热方面：
1． 根场协理温度场速度场夹角 换热器传热系数
2． 相螺旋槽光 换热系数高 防结垢性
3． 螺旋槽横纹槽传热面积没效提高
4 强化传热方法分动强化传热方法动强化传热方法
5螺旋起强化传热流动螺旋流二次流
6相壁厚径螺旋槽结构强度等条件光
7低肋肋传热面积效提高
8雷诺数较高时插入螺旋线传热强化效果明显
9般言静态混合器阻力损失
10螺旋扁换热器需安装折流板
11百叶窗翅片传热机理交叉翅片传热机理类似
12C花瓣形翅片三维翅片
相变强化换热方：
1 般言粗糙表面沸腾传热系数光滑表面沸腾传热系数热度光滑表面
2 冷凝换热翅片顶部应该较曲率半径翅片底部较排液空间
3 花瓣形齿底完全切割开传热系数稍等条件C
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第章
1填空：
1．传递热量方式换热器分间壁式 混合式 蓄热式
2 沉浸式换热器传热系数低 体积金属耗量
3 相较沉浸式换热器喷淋式换热器沉浸式换热器传热系数较低喷淋式换热器冷水少时冷器部润湿
4沉浸式换热器喷淋式换热器套式换热器中套式换热器中适高温高压流体传热
5换热器设计计算容包括热计算 结构计算 流动阻力计算强度计算
6温度状况分稳定工况 非稳定工况换热器
7套式换热器壳式换热器说套式换热器金属耗量体积占面积传热面积换热器
2简答：
1说出意五换热器说明换热器两侧工质换热方式
答：图热力发电厂设备名称：
1．锅炉(蒸发器) * 2．热器* 3．省煤器* 4．空气预热器* 5．引风机 6．烟囱 7．送风机 8．油箱 9．油泵 1 0．油加热器* 11．气轮机 12．冷凝器* 13．循环水冷培* 14．循环水泵 15．凝结水泵16．低压加热器* 17．氧(加热)器*18．水泵 19．高压加热器·
柱·者均换热器
2．较沉浸式换热器喷淋式换热器套式换热器壳式换热器优缺点
答：⑴沉浸式换热器
缺点：然流传热系数低体积金属耗量
优点： 结构简单制作修理方便容易清洗腐蚀性流体
⑵喷淋式换热器：
优 点：结构简单易制造检修换热系数传热系数沉浸式换热器冷腐蚀性流体
缺点：冷水少时冷器部润湿金属耗量沉浸式
⑶套式换热器：
优点：结构简单适高温高压流体传热特流量流体传热改变套根数方便增减热负荷方便清污垢适易生污垢流体
缺点：流动阻力金属耗量体积占面积传热面积换热器
⑷壳式换热器：
优点：结构简单造价较低选材范围广处理力适应高温高压流体性程度高
缺点：新型高效换热器相传热系数低壳程横刷振动噪音
3举例说明5种换热器说明两种流体传热方式？说明两种流体传热机理？
1）蒸发器：间壁式蒸发相变—导热—流
2）冷凝器：间壁式冷凝相变—导热—流
3）锅炉：间壁式辐射—导热—流
4）凉水塔：混合式接触传热传质
5）空气预热器：蓄热式流—蓄热蓄热—流
第章
1填空：
1．传热三种基方式_导热______流__ 辐射_
2两种流体热交换基方式___直接接触式____间壁式____蓄热式_
3．采短换热入口效应边界层变薄换热强化
4．采螺旋者弯拐弯处截面二次环流产生边界层遭破坏换热强化需引入1修正系数
5．通常气体说温度升高黏度增液体说温度升高黏度减
6．热计算两种基方程式_传热方程式__热衡式_
7．传热温差采流逆流传热方式中流 传热均温差逆流时传热均温差
8流体热变化较时均温差常常进行分段计算
9采先逆流流<12>型热效方式热交换器时特注意温度交叉问题避免方法增加外程数两台单壳程换热器串联工作
10 冷凝传热原理层流时相横竖横传热系数较高
11单相流体间传热温差算术均温差值数均温差
12流体换热遵守基准努赛尔准数雷诺数普兰特数格拉肖夫数关
13．设计计算时通常传热面积进行判定校核计算时通常传热量进行判定
2简答（名词解释）：
1 什效数？什单元数？（公式表示）
答：实际情况传热量q总传热量qmaxqqmax定义换热器效 e 表示
换热器效公式中 KA赖换热器设计 Wmin 赖换热器运行条件 KAWmin定程度表征换热器综合技术济性惯值（量纲数）定义传热单元数NTU
2 热交换器计算方法优缺点较？
设计性热计算采均温差法通Ψ判定拟定流动方式逆流间差距利流动方式选择
校核性传热计算时两种方法试算某情况K已知数值套验数时采传热单元书法更加方便
假设出口温度传热量Q影响直接通定性温度影响总传热系数影响NTU终影响 Q值均温差法假设温度直接计算Q值显然eNTU法假设温度没均温差法敏感该方法优势
3传热基方式种？
答：分三种热传导热流辐射
热传导
热量物体部温度较高部分传递温度较低部分者传递相接触温度较低物体程称热传导简称导热
热流
流体中质点发生相位移引起热量传递称热流流发生流体中
热辐射
辐射种通电磁波传递量程物体热原发出辐射程称热辐射
4流体换热基方式？
答：分三种：直接接触式传热蓄热式换热间壁式换热
直接接触式传热
直接接触式传热特点冷热两流体换热器中直接混合方式进行热量交换称混合式换热
蓄热式换热
蓄热式换热器热容量较蓄热室构成室中充填耐火砖作填料冷热流体交通室时通蓄热室填料热流体热量传递冷流体达两流体换热目
间壁式换热
间壁式换热特点冷热流体固体隔开分壁两侧流动相混合通固体壁进行热量传递
5流体传热基准方程式努赛尔准次方程关？
答：根量纲分析
努赛尔准数雷诺数普兰特数格拉肖夫数关
6．换热分短时螺旋时换热系数增加减少什？
答：短入口效应边界层变薄换热强化换热系数增加
螺旋者弯拐弯处截面二次环流产生边界层遭破坏换热强化需引入修正系数换热系数增加
7出现温差加热流体时分气体液体换热系数增加减少什？
答：流体壁面间温差出现温差时般气体超50℃水超30 ℃油超10 ℃
超述温差时气体加热粘度增换热力减液体加热时液体粘度减换热力增
8什数均温差算术均温差积分均温差间联系区什？
答：
计算结果表达式中包含数项称数均温差例流逆流情况数均温差写成统形式
均温差种更简单形式算术均温差
积分均温差形式
热分段
温度等分段
算术均温差相温度呈直线变化情况总相进出口温度数均温差 时两者差4％ 时两者差23％
流体热温度变化时采数均温差
流体热温度变化较时（23倍时）采数均温差计算误差较时应该采积分均温差
9采均温差法进行设计计算步骤？
均温差法作设计计算时步骤：
(1)假定传热系数求初始传热面积
(2)初步布置换热面(实际传热面积)计算出相应传热系数
(3)根定条件热衡式求出进出口温度中定温度(约束）
(4)冷热流体4进出口温度确定均温差∆tm计算时注意保持修正系数Ψ具合适数值
(5)传热方程求出需换热面积A（原传热面积较)核算换热面两侧流体流动阻力
(6)流动阻力改变方案重新设计
10采效单元数法进行设计计算步骤？
(1) 先假定流体出口温度热衡式计算出口温度
(2) 根4进出口温度求均温差∆tm
(3) 根换热器结构算出相应工作条件总传热系数k(已知)
(4) 已知kA传热方程式计算假设出口温度∆tmQ
(5) 根4进出口温度热衡式计算Q 值面 Q假设出口温度真实换热量
(6) 较两 Q 值满足精度求结束否重新假定出口温度重复(1)(6)直满足精度求
11冷凝换热卧式立式换热器选型选型原说明
膜状冷凝
垂直
水
般说子长度远子直径L>>d水凝结换热系数垂直凝结换热系数
12采积分均温差适条件？
流体热温度变化较时（23倍时）采数均温差计算误差较时应该采积分均温差
积分均温差出发点：
然流体热整温度变化范围变量温度范围分成干段段温度变化流体热作常数处理
3计算题
1蒸汽加热空气热交换器流量5kgs空气10℃加热60℃空气蒸汽逆流热102KJ(kg℃)加热蒸汽系压力P03Mpa温度150℃热蒸汽热交换器中冷该压力90℃冷水试求均温差（附：饱压力03MP饱蒸汽焓27255KJkg饱水焓5614KJkg150℃时水饱温度133℃热蒸汽焓2768 KJkg90时冷水焓377 KJkg）
解：蒸汽冷存着相变整换热程中蒸汽热整换热程中均温差应该分段计算求均值
整换热程分三段：
热蒸汽冷饱蒸汽放出热量Q1相变程换热量Q2饱水冷冷水放出热量Q3
QM2C2(tt)5×102×50＝255KJs
根热衡蒸汽耗量M1Q(ii)255(2768377)
01066kgs
热交换器换热程中存着两冷程冷凝程分三段计算
Q1 M1(ii’)01066×(276827255)4531 KJs
Q2 M1(i’i)01066×(272555614)230693 KJs
Q3 M1(ii)01066×(5614377)19657 KJs
Q3＝M2C2(tbt)tb＝19567(5×102)+1013837℃
Q2+ Q3＝M2C2(tat)ta＝25047(5×102)+1059℃
△t1[(15060)(13359)]ln[(15060)(13359)]817℃
△t2[(13313837)(13359)] ln[(13313837)(13359)]
94725℃
△ t3[(9010)(13313837)] ln[(9010) (13313837)]
98212 ℃
总均温差：△tmQ(Q1△t1+ Q2△t2+ Q3△t3)
255(4531817+23069394725+1965798212) ℃
948℃
换热器流程温度示意图：
2传热面积158m2逆流套式换热器中油加热冷水油流量285kgs进口温度110℃水流量0667kgs进口温度35℃油水均热分19KJkg•℃418KJkg •℃换热器总传热系数320Wm2•℃求水出口温度？
解：W1285X19005415W ℃
W20667X41802788W ℃
冷水热容值流体
单元数
效数
：
3换热器100℃水蒸汽定流量油20℃加热80℃现油流量增倍条件变问油出口温度变少？
注：
解：根题意相较水蒸气换热相变换热流体油热容值流体
根效数单元数关系
：
现油流量增倍条件变单元数减原05倍
解
4某换热器100℃饱水蒸汽加热冷水单台时冷水进口温度10℃出口温度30℃保持水流量变种换热器五台串联水出口温度变少？总换热量提高少倍？
解：根题意换热器增加5台串联传热面积增原5倍相较水蒸气换热相变换热流体水热容值流体
根效数单元数关系
：
现传热面积增原5倍单元数增原5倍
效数
水出口温度
根热衡式冷水热容值变温差增倍数换热量增加倍数：
513℃水冷分馏器80℃饱苯蒸气水流量5kgs苯汽化潜热395 kJkg热1758 kJkg•℃传热系数1140 Wm2•℃试求1 kgs苯蒸气凝结冷47℃需传热面积(1)流(2)逆流
解：根题意
(1) 流时
相变传热热需分段计算均传热温差
1)苯相变冷凝段：
根热衡式苯放热量：
相变段水吸收热Qln
：
均温差
2)苯冷段
苯冷段水吸收热Qlq
：
均温差
总均温差
根传热方程式：
换热器流程温度示意图：
(2) 逆流时
相变传热热需分段计算均传热温差
1)苯冷段
苯冷段水吸收热Qlq
：
均温差
2)苯相变冷凝段：
根热衡式苯放热量：
相变段水吸收热Qln
：
均温差
总均温差
根传热方程式：
换热器流程温度示意图：
第二章
1填空：
1根壳式换热器类型标准结构般分：固定板式换热器U型式换热器浮头式换热器填料函式换热器等
2固定板式换热器U型式换热器固定板式换热器适程走易结垢流体
3相种类型壳式换热器固定板式换热器适程壳程流体温差较场合
4 相种类型壳式换热器填料函式换热器适易挥发易燃易爆毒贵重介质温度受填料物性限制
5．子板固定通常采胀法焊接法
6 壳式换热器中子排列方式常等边三角形排列（正六角形排列）法心圆排列法正方形排列法排列法
7果需增强换热常采等边三角形排列（正六角形排列）法便清洗污垢采正方形排列心圆排列法板划线制造装配较困难
8增加单位体积换热面积常采径换热
9提高壳程流体流速湍流强度强化流体传热外空间常装设隔板折流板
10折流板安装固定通拉杆定距
11壳程换热公式JojHjcjljbjsjr中jb表示束旁通影响校正子jl表示折流板泄漏影响校正子jc表示折流板缺口校正子
12 壳式换热器理想壳程束阻力包括理想错流段阻力∆Pbk理想缺口段阻力∆Pwk
13壳式换热器实际阻力考虑考虑折流板泄漏造成影响Rl旁路造成影响Rb进出口段折流板间距阻力影响Rs
14廷克流动模型中ABCDE5股流体中真正横流束流路B股流体
D股流体折流板壳体壁存间隙形成漏流 设置旁路挡板改善C流路传热利影响
15两流体温差较宜传热系数流体走壳程壁壳壁温差减
16流程选择洁净易结垢流体宜走程清洗方便冷流体宜走壳程便散热腐蚀性流体宜走程流量粘度流体宜走壳程折流档板作低雷诺数(Re＞100)达湍流
17采径换热器单位体积传热面积增结构紧凑金属耗量减少传热系数提高
18流体诱发振动原涡流脱落湍流抖振流体弹性旋转
19减子支撑跨距增加子固频率弓形折流板缺口处排减子支撑跨距
20．蒸发器三种温降分物理化学温降 ∆′静压温降∆″流动阻力温降∆’
21 壳式换热器设计标准应遵循GB151标准GB150标准
22提高换热效果辐射式换热器应增流通截面积流式换热器应减流通截面积
2名词解释：
(1)卡路里温度
油类高粘度流体加热冷程中粘度发生变化采流体进出口温度算术均温度作定性温度会换热系数数值误差然分段计算工作量较工业常采卡路里温度作定性温度
热流体均温度
冷流体均温度
壳侧流体侧水冷时 Fc03
壳侧流体程水蒸气加热时 Fc055
壳侧侧均油时 Fc045
粘度103Pa•s低粘性液体 Fc05
(2)布限定圆
热交换器束外缘受壳体径限制设计时束外缘置布限定圆布限定圆直径Dl
浮头式：
固定板U型式
3简答：
(1)试分析廷克流动模型流路意义
答：
(1) 流路A子折流板孔间存间隙折流板前存压差造成泄漏着外壁结垢减少
(2) 流路B真正横流束流路传热阻力影响项
(3) 流路C束外层子壳体间存间隙产生旁路旁路流量达相数值设置旁路挡板改善流路传热利影响
(4) 流路D折流板壳体壁间存定间隙形成漏流传热利会温度发生相畸变特层流流动时流路达相数值
(5) 流路E程安置分程隔板壳程形成子占通道形成程隔板设置横流方会造成股（股）旁路时旁通走廊中设置定量挡定改善
(2)说明列换热器型号
1)
BEM60020152505194Ⅰ
固定板式换热器：前端箱封头箱壳体型式单壳程端箱封头箱公称直径600mm程压力20Mpa壳程压力15Mpa公称换热面积250m2长5m外径19mm4程Ⅰ级束较高级冷拔钢
2)
固定板式换热器：前端箱封头箱壳体型式单壳程端箱封头箱公称直径800mm程压力20Mpa壳程压力10Mpa公称换热面积254m2长6m外径19mm4程铜
3)
BIU5004016756192Ⅰ
U型式换热器：前端箱封头箱中间壳体U型式端U型束公称直径500mm程压力40Mpa壳程压力16Mpa公称换热面积75m2长6m外径19mm2程Ⅰ级束较高级冷拔钢
4)
盖箱公称直径500mm程壳程设计压力均16MPa公称换热面积54m2碳素钢较高级冷拔换热外径25mm长6m4程单壳程浮头式热交换器Ⅰ级束较高级冷拔钢
(3)找出列图中换热器名称零部件名称作
1) 固定板式换热器
1折流板壳程流体折返流动提高传热系数支撑束防止弯曲
2膨胀节补偿壳式式换热器温差应力
3放气嘴释放凝结气体
2)浮头式换热器
1程隔板增程流体流速
2隔板提高壳程流体流速湍流强度强化流体传热外空间常装设隔板
3浮头补偿壳式式换热器温差应力
3)U形式换热器
1U形流体通换热
2隔板提高壳程流体流速湍流强度强化流体传热外空间常装设隔板
3程隔板增程流体流速
4) 请说出序号267818代表什零件起什作？
2程接法兰换热器程外流路官路连接
6拉杆安装固定折流板
7膨胀节补偿子壳体热应力
8壳体封装壳程流体承受壳程流体压力
18折流板壳程流体折返流动提高传热系数支撑束防止弯曲
第三章
第节：
1填空：
1 热交换器单位体积中含传热面积等700m2m3紧凑式换热器
2 通常采二次表面增加传热表面积状换热器改板状表面
3 螺旋板式热交换器构造包括螺旋型传热板隔板头盖连接
4螺旋板式换热器螺旋板侧表面定距柱作保持流道间距加强湍流增加螺旋板刚度
5 Ⅲ型螺旋板式热交换器中：侧流体螺旋流动流体周边转中心然转周边流出侧流体作（ ）适相变流体换热
2简答
1) 说明列换热器型号
换热面积80m2 碳钢拆螺旋板式换热器两螺旋通道举例分14mm18mm螺旋板板板宽1000mm公称压力16MPa公称直径1600mm贯通型
3计算：
(1) 设螺旋板板厚4mm两通道宽b1b210mm20mm侧效圈数3 d1100mmd1基准半圆直径绕出螺旋板作侧板时d2基准半圆直径绕出螺旋板作外侧板时试作图绘制螺旋体计算中心隔板宽B 基准半圆直径d2 侧螺旋板总长度Li外侧螺旋办总长度 Lo 螺旋板外径D等参数
解：（1）Bd1b1+δ10010+494mm
Bd1b1+δ d2b2+δ推导d2 d1b1+ b2110mmc b1+ b2+2δ10+20+838
t110+414t220+424
nn3d1基准半圆直径绕出
Li2{n（d1+2b1+4δ+d2）+2（nn）c}
2{3（100+20+16+110）+2(93)38}
21194
1876mm
Lo2{n（d1+2b2+4δ+d2）+(d2+δ)+2nc}
2{3(100+40+16+110)+(110+4)+2938}
21596
2507mm
D d2+2nc+2δ110+2338+24346mm
分t12t22侧螺旋板外侧螺旋板圆心画出螺旋板换热器示意图图示
第二节
1填空：
1板式换热器构造划分拆卸全焊式串焊式
2拆卸板式换热器结构传热板片密封垫片压紧装置定位装置组成
2简答：
1）说明列换热器型号
字形波纹板式损热器单片公称换热面积005m2设备总公称换热面积2m2 设计压力8×105Pa设计温度120 ℃组装形式
2）BR031620FІ
板式热交换器：字形波纹单板公称换热面积03m2设计压力16MPa换热面积20m2氟橡胶垫片密封双支撑框架结构板式热交换器
3）BPl0–10–1002–E–Ⅱ
波纹形式水直波纹单板公称换热面积l0 m2设计压力10 MPa换热面积100 m2三元乙丙垫片密封带中间隔板双支撑框架结构板式换热器
4）板式换热器流程通道配合中甲流体热流体乙流体冷流体
甲流体进
乙流体出
甲流体出
乙流体进
3名词解释：
1）热混合：
换热器更满足传热压力降求传热流体流混合板流道相单独流两种倾角板片组成流道混合种组合成板式热交换器性体现种热混合
采方法：
⑴两种波纹倾角字形板片相叠组装成台板式热交换器
⑵分段采波纹倾角字形板片组装成台板式热交换器
⑶流道数分段组装进步实现热混合
第三节
1填空：
1 板翅式换热器隔板翅片封条基单元导流片封头组成
简答：
1 板翅式热交换器两热通道间相隔三冷通道ABC冷热通道翅高均H求冷通道定性尺寸翅片效率
2简答：
1）说明定性尺寸翅片效率
定型尺寸b翅片效率ηtan(mb)(mb)
冷通道A定性尺寸H翅片效率ηAtan(mH)(mH)冷通道B定性尺寸15H翅片效率ηAtan(15mH)(15mH)
冷通道C定性尺寸H翅片效率ηCtan(mH)(mH)
单相强化换热方面：
1． 根场协理温度场速度场夹角 换热器传热系数
2． 相螺旋槽光 换热系数高 防结垢性
3． 螺旋槽横纹槽传热面积没效提高
4 强化传热方法分动强化传热方法动强化传热方法
5螺旋起强化传热流动螺旋流二次流
6相壁厚径螺旋槽结构强度等条件光
7低肋肋传热面积效提高
8雷诺数较高时插入螺旋线传热强化效果明显
9般言静态混合器阻力损失
10螺旋扁换热器需安装折流板
11百叶窗翅片传热机理交叉翅片传热机理类似
12C花瓣形翅片三维翅片
相变强化换热方：
1 般言粗糙表面沸腾传热系数光滑表面沸腾传热系数热度光滑表面
2 冷凝换热翅片顶部应该较曲率半径翅片底部较排液空间
3 花瓣形齿底完全切割开传热系数稍等条件C
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