用传热面积A1=1m2的蛇管加热器加热容器中的某油品，拟将油温从t1=20℃...

问答题 用传热面积A₁=1m²的蛇管加热器加热容器中的某油品，拟将油温从t₁=20℃升至t₂=80℃。已知加热器的总传热系数K=200W/（m²·℃），油品质量m=500kg，比热容c_p=2.2kJ/（kg·℃）。容器外表面散热面积S₂=12m²，空气温度t_a=20℃，空气与器壁的对流传热系数α=10W/（m²·℃）加热蒸汽的压强为250kPa。（不考虑管壁热阻及油与壁面的对流传热热阻。）试求：
（1）所需加热时间；
（2）油品能否升至90℃。

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1.问答题将一铜球投入T=350℃的恒温油槽中。已知铜球的初始温t₁=20℃，质量m=1kg，表面积A=0.01m²，比热容c=0.406kJ/（kg·℃），油与球外表面的对流传热系数α=60W/（m²·℃。设可忽略铜球内部的导热热阻，求6min后铜球的温度t₂。

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2.问答题 拟在列管式换热器中用120℃的饱和蒸气将存放在常压贮槽中的温度为20℃﹑比热容为2.09kJ/（kg·℃）﹑质量为2×10⁴KJ的重油进行加热。采用输油能力为6000kg/h的油泵将油从贮槽送往换热器，经加热后再返回，油循环流动。若要求经4h后油温升至80℃，试计算所需换热器的传热面积。（假定整个加热过程中K₀均可取作350W/（m²℃），而且任一瞬间槽内温度总是均匀的。）

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3.问答题 在管道中心装有热电偶以测量管内空气的温度。由于热电偶温度上升后对管壁进行辐射传热，测温元件的温度t₁低于空气的真实温度t_a。
（1）试推导计算测量误差的关系式。
（2）已知热偶的指示温度t₁=220℃，管道内壁温度t_w=120℃，热偶的黑度为0.8，空气对流传热系数α=40W/（m²·℃）。试求真实的空气温度。

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4.问答题有两条φ48mm×3mm的蒸汽管道，管内饱和蒸汽的温度皆为120℃。不同的是管线甲外包有一层λ=0.75W/（m²·℃）、厚10mm的绝热层，而管线乙没有。设周围空气为20℃，空气的对流传热系数αa=10W/（m²·℃）。试比较哪一个管道的散热速率大。请说明原因。

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5.问答题 平均温度为270℃的机油从一φ108mm×6mm的钢管中流过。已知油对管壁的对流传热系数为340W/（m²·℃），大气温度为12℃。试求：
（1）每米管长的热损失；
（2）若管外包以导热系数为0.045W/（m·℃），厚度为20mm的玻璃棉作保护层，此时的热损失又为多少？
假设管壁及污垢热阻可以忽略不计，外壁对空气的对流－辐射联合传热系数可用a_T=8+0.05t_W来计算。其中t_W表示壁温，℃；α_T的单位为W/（m²·℃）。

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6.问答题在列管换热器中用蒸汽加热空气，蒸汽走完程，空气走管程且作湍流流动，若其它条件不变，仅将：空气的压强加倍；传热管的数目加倍，试估算Ｑ/∆t_m将如何变化？

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7.问答题 质量流率相同的两种液体通过某套换热器的管程并被加热，其对流传热系数都可以用下式表示:
若定性温度下两流体的物性c_p1= 4.2,c_p2，λ₁= 3.2λ₂为了简化计算，其它物性可认为相同，问二者的对流传热系数有多大差别？

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8.问答题某废热锅炉由Φ25mm×2.5mm的锅炉钢管组成。管外为水沸腾，绝对压强为2.8Mpa，管内走合成转化气，温度由550℃降至450℃。已知转化气一侧，α₁=250W/（m²·℃）水侧α₀=10000W/（m²·℃）。若忽略污垢热阻，求换热管的壁温T_w及t_w。

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9.问答题将流量为2200kg/h的空气在蒸汽预热器内从20℃加热到80℃。空气在管内作湍流流动，116℃的饱和蒸汽在管外冷凝。现因工况变动需将空气的流量增加20%，而空气的进、出口温度不变。问采用什么方法才能完成新的生产任务？请作出定量计算（要求：换热器的根数不作变化）。

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10.问答题 一立式换热器规格如下：管长3m，管数30根，管径为φ25x2.5mm，管程为1。现拟选用此换热器冷凝、冷却CS₂饱和蒸气，使之从饱和温度46℃ 降至10℃，走管外，其流量W=0.07kg/s，其冷凝潜热为356kJ/kg，比热容为1.05kW/（kg℃）。水走管内，且与CS₂呈逆流流动。冷却水进出口温度为5℃和30℃。已知冷凝和冷却段基于换热管外表面的总传热系数分别为K₁=200W/（m²℃）和K₂=100W/（m²℃）。问此换热器是否合用？

参考答案：分析：判断一台换热器是否合用，一般可以采用比较传热速率或传热面积的方法，本例采用后一种方法：分别计算已有换热器面积和所需...

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