传热学复习题及其答案经典总结

故：

m/s

12、一所平顶屋，屋面材料厚δ

＝0.2m，导热系数λw=0.6W/(m·K)，屋面两侧的材料发射率ε均为0.9。

冬初，室内温度维持tf1＝18℃，室内四周墙壁亦为18℃，且它的面积远大于顶棚面积。天空有效辐射温度为-60℃。室内顶棚表面对流表面传热系数h1＝0.529W/(m·K)，屋顶对流表面传热系数h2=21.1W/(m·K)，问当室外气温降到多少度时，屋面即开始结霜(tw2＝0℃)，此时室内顶棚温度为多少?此题是否可算出复合换热表面传热系数及其传热系数? 解：⑴求室内顶棚温度tw1

稳态时由热平衡，应有如下关系式成立：

室内复合换热量Φ’=导热量Φ=室内复合换热量Φ”

2

2

；

因Φ’=Φ，且结霜时℃，可得：

，即

解得：

⑵求室外气温tf2

℃。

因Φ”=Φ，可得：

，即：

℃

⑶注意到传热方向，可以求出复合换热系数hf1、hf2

依据，得

依据

，得

⑷求传热系数K

13、一蒸汽冷凝器，内侧为t=110℃的干饱和蒸汽，汽化潜热r=2230

s

，外侧为冷却水，进出口水

温分别为30℃和80℃，已知内外侧换热系数分别为104求单位时间冷凝蒸汽量。 解：对数平均温差：

℃，

，及3000，该冷凝器面积A=2m，

2

现为了强化传热在外侧加肋，肋壁面积为原面积的4倍，肋壁总效率η=0.9，若忽略冷凝器本身导热热阻，

℃

℃

传热系数

单位时间冷凝蒸汽量：

14、一台逆流套管式换热器在下列条件下运行，传热系数保持不变，冷流体质流量0.125kg/s，定压比热

为4200J/kg℃，入口温度40℃，出口温度95℃。热流体质流量0.125kg/s，定压比热为2100J/kg℃，入口温度210℃， (1)该换热器最大可能的传热量及效能分别是多少？(2)若冷、热流体侧的对流换热系数及污垢热阻分别为2000W/m℃、0.0004m℃/W、120W/m℃、0.0001m℃/W，且可忽略管壁的导热热阻，试利用对数平均温差法确定该套管式换热器的换热面积。

2

2

2

2

解：（1）确定换热器最大可能的传热量：

确定换热器的效能：

确定热流体出口温度，即：

根据热平衡方程式

℃

确定换热器的面积： 对数平均温差：

℃，

℃

℃

1．热交换器的总传热系数与传热方程：

。

能量守恒方程(不计散热损失)：

该式与一般传热方程的区别在于传热温差是沿程变化的。

2．对数平均温差是在若干简化假设条件下得出的换热器沿程传热温差的积分平均值。对各种不同流动布置形式的换热器有

，ε△t称为温差修正系数。