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4．简要说明蒸汽膜状凝结换热的影响因素。 5．简述边界层理论的基本论点。
6．在对流温度差大小相同的条件下，在夏季和冬季，屋顶天花板内表面的对流换热系数是否相同?为什么?
7．空气横掠管束时，沿流动方向管排数越多，则换热越强；而蒸汽在水平管束外凝结时，沿液膜流动方向管束排数越多，换热强度却降低。试对上述现象作出解释。
8．冬天时，当你将手伸到室温下的水中时会感到很冷，但手在同一温度的空气中时并无这样冷的感觉，这是为什么？
9．何谓沸腾换热的临界热负荷？它在工程实践中有何重要意义？ 10．为什么膜状凝结时，同一管子横放比竖放时的换热系数较大？ 11．流体在管内强制流动时，影响对流换热的因素有哪些？ 12．流体横向流经管束时，影响对流换热的因素有哪些？ 六、计算题
1．tf′=25.3℃的水流入L=5m的直管，被加热到tf″=34.6℃，管直径d=20mm，水在管内流速u=2m/s。求水与管壁
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间的对流换热系数。（从表中查出λ=61.8×10W/m.℃；v=0.805×10m/s；Pr=5.42。并已知准则方程式中c=0.023，m=0.8，n=0.4，Cl=1，CR=1）
2
2．试求空气横向流过10排叉排管束的换热系数。管外径为25m，空气平均温度为tf=60℃，(λf=2.9×10W/m.℃，
620.60.36
vf=18.97×10m/s，Prf=0.696)，计算公式为Nu=0.35RePr. 3．有一外径d=400mm、长L=4m的横管，外壁温度tw=50℃，周围空气温度tf=30℃，空气自然对流换热系数α=3.63W/2
（m.℃）。求横管的散热损失。
4．某锅炉厂生产的220t/h锅炉的低温段管式空气预热器的设计参数为：顺排布置，s1=76mm, s2=57mm, 管子外径d2=38mm，壁厚δ=1.5mm；空气横向冲刷管束，在空气平均温度为133℃时管间最大流速umax=6.03m/s，空气流动方向上的总管排数为44排。设管壁平均温度tw=165℃，求管束与空气间的对流换热系数。如将管束改为叉排，其余条件不变，则对流换热系数变为多少？
5
5．1.013×10Pa下的空气在内径为76mm的直管内流动，入口温度为65℃，入口体积流量为0.022m3/s，管壁的平均温度为180℃。问管子要多长才能使空气加热到115℃？
6．一热水管道竖直地穿过室温为20℃的房间。保温层外径为20cm，平均壁温为70℃，高3m。试计算由于自然对流而引起的散热量。
第十章 辐射换热 一、填空题
1．物体以电磁波形式向外传递能量的过程称为 ，被传递的能量称为 。 2．人们把 μm到 μm这一波长范围的电磁波称为热射线。
3．吸收率α=1的物体称为 ，反射率ρ=1的物体称为 ，穿透率τ=1的物体称为 。
4．热辐射中，对于一般的固体和液体，其τ= ，则α+ρ= ，即固体和液体对热射线的吸收和反射几乎都在 进行。
5．气体对热射线的ρ= ，则α+τ= 。 6．黑体的吸收率α= ，黑度ε= 。
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7．黑体的辐射力Eb= W/m，实际物体的辐射力E= W/m。 8．有效辐射指的是 和 之和。
9．辐射力大的物体，其吸收率就 ，同温度下 的辐射力最大。
10．角系数只取决于换热物体的 、 和 ，而与物体的性质和温度等无关。
11．热射线包括 、 和 。
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12．基尔霍夫定律可表示为E/α= = 。 13．两物体辐射换热中，角系数的相对性可表示为： 。 14．两无限大平行平板间辐射换热的系统黑度εn= 。 15．两平行平板辐射换热中在加入一块黑度与壁面黑度相同的遮热板后，换热量将减少为原来的 ；当加入n块黑度与壁面黑度相同的遮热板后，换热量将减少为原来的 。 二、名词解释 1．热辐射： 2．辐射力： 3．黑体： 4．黑度： 5．灰体： 6．有效辐射： 7．角系数X1,2： 8．遮热板： 三、判断题
1．灰体的吸收率恒等于同温度下的黑度。 2．有效辐射是指该辐射体本身的辐射力。
3．辐射空间热阻的大小与辐射表面的性质及温度均无关。 4．同温度下黑体的辐射力最大。
5．当物体的热力学温度升高一倍时，其辐射能力将增大到原来的四倍。 6．黑体、白体与灰体是根据物体的颜色来区分的。
7．辐射角系数是一纯几何因子，与辐射表面的性质及温度均无关。 8．遮热板的黑度越小，其遮热效果越好。 四、选择题
1．对具有一定厚度的耐火材料、砖、木材等，它们对热射线是： （1）透明的； （2）不透明的； （3）绝热的。 2．纯净的空气可视为：
（1）透明体； （2）白体； （3）黑体。
3．当物体的热力学温度升高一倍时，其辐射能力将增大到原来的 倍： （1）四倍； （2）八倍； （3）十六倍。 4．热射线中不包括下列哪种电磁波：
（1）X射线； （2）可见光； （3）红外线。 5．从基尔霍夫定律得出α=ε，下列说法正确的是： （1）说明吸收率和黑度具有相同的意义；
（2）说明吸收率在数值上等于黑度，但意义不同； （3）不能说明什么问题。
6．有一灰体，其黑度ε=0.1，则其吸收率应为：
（1）α=0.9； （2）α=0.1； （3）0.1<α<0.9。 五、问答题
1．与导热和对流换热相比，热辐射过程有何特点？ 2．如何增强与削弱辐射换热？ 3．气体热辐射有什么特点？
4．画出两灰体表面组成的封闭系统的辐射换热网络图，并标出各热阻的数学表达式。 5．保温瓶的夹层玻璃表面，为什么要镀一层反射比很高的的材料？ 六、计算题
1．某物体的黑度ε=0.8，求当t=800℃时的辐射力？
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2．有一空气夹层，热表面t1=300℃，冷表面t2=50℃，两表面的黑度ε1=ε2=0.85。求此夹层单位表面积的辐射换热量（按平行平板计算）。
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3.一根直径d=50mm、长L=8m的钢管，被置于横断面为0.2×0.2m的砖槽内。若钢管表面温度t1=250℃，黑度ε1=0.79；砖槽壁温t2=27℃，黑度ε2=0.93。试计算钢管的辐射热损失。
4．房内有一长10m的蒸汽管道，外径d=300mm，表面黑度ε1=0.92，表面温度t1=75℃，房内空气温度t2=27℃。求蒸汽管道的辐射散热损失。
第十二章 换热器 一、填空题
1．换热器按传热原理分为 、 及 三种类型。 2．换热器传热计算分为 计算和 计算两种。 3．换热器传热计算的热平衡方程式为：Φ= = 。
4．表面式换热器中，冷、热流体流动方式可分为 、 和 。 5．表面式换热器的算术平均温差△t= 。 6．表面式换热器的对数平均温差△tm= 。
7．表面式换热器中冷、热流体无相变，且进出口温度相同时，△tm逆 △tm顺。在传热量和传热系数一定时，A逆 A顺。（填大于或小于） 二、名词解释 1．换热器——
2．表面式换热器—— 3．回热式换热器—— 4．混合式换热器—— 三、判断题
1．换热器校核计算的目的是计算换热面积。 2．换热器设计计算的目的是计算流体出口温度。
3．表面式换热器中流体之一为相变换热时，其对数平均温差与冷、热流体的流动方式无关。
4．表面式换热器中，条件相同且流体无相变时，冷、热流体采用顺流布置的对数平均温差最大，逆流最小，交叉流介于二者之间。
5．工程中应用最广泛的换热器类型是表面式换热器。 四、选择题
1．三种类型的换热器，工程中使用最多的是：
（1）表面式； （2）混合式； （3）回热式。 2．要使t2〞>t1〞，表面式换热器中冷、热流体应采用：
（1）顺流布置方式； （2）逆流布置方式； （3）叉流布置方式。
3．换热器中流体之一为相变换热时，其对数平均温差与冷、热流体的流动方式： （1）有关； （2）无关。
4．表面式换热器中，条件相同时，顺流布置的传热面积A顺与逆流布置的传热面积A逆相比较（无相变传热）： （1）A顺〈A逆； （2）A顺〉A逆； （3）A顺=A逆。 5．电厂中下列设备属混合式换热器的是：
（1）汽包； （2）凝汽器； （3）除氧器； （4）过热器。 五、问答题
1．表面式换热器内冷、热流体采用顺流和逆流布置各有什么优缺点？
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2．简要说明采用平均温差法进行表面式换热器设计计算的步骤。
3．某人设计了一台用高温烟气来加热冷水的换热器，但设备投入运行一段时间后，出力下降，试分析其原因何在？为使其能达到设计任务要求，在设计及运行中应采取一些什么措施？ 4．换热器的对数平均温差与算术平均温差的主要区别在哪里？ 六、计算题
1．计算水—油表面式换热器的传热面积。（用对数平均温差计算）
水侧：t2ˊ=38.7℃，t2〞=71.1℃，qm2=0.793kg/s，cp2=4.18KJ/(kg.℃)；
2
油侧：t1ˊ=110℃，t1〞=65.5℃。换热器的传热系数为340W/（m.℃）. 2．用对数平均温差计算逆流式冷油器的传热面积。 水侧：t2ˊ=10℃，qm2=1.53kg/s，cp2=4.18KJ/(kg.℃)；
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油侧：t1ˊ=80℃，t1〞=42℃，qm1=8000Kg/h，cp1=2KJ/(kg.℃)。换热器的传热系数为600W/（m.℃）. 3．计算一逆流式换热器的传热面积。（用对数平均温差计算）
2
管内水侧：t1ˊ=80℃， t1〞=45℃，qm1=50kg/s，cp1=4.18KJ/(kg.℃)，а1=500W/（m.℃）；
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管外空气侧：t2ˊ=25℃，t2〞=35℃，а2=50W/（m.℃）； 管子：d1=100mm，d2=120mm，λ=36W/（m.℃）. 4．求低压加热器的传热面积。
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汽侧：t1ˊ= t1〞=110.79℃，qm1=1.53kg/s，а1=6379W/（m.℃）；
2
水侧：t2ˊ=40℃，t2〞=90℃， qm2=200000Kg/h， cp2=4.187KJ/(kg.℃)，а2=8490W/（m.℃）。换热器的传热系数
2
为600W/（m.℃）；
加热器管子采用：d1=18mm，d2=20mm，λ=93W/（m.℃）.
5．某壳管式换热器，壳侧热流体的进、出口温度分别为300℃和150℃，管侧冷流体的进、出口温度分别为350℃和85℃。求该换热器分别为逆流式换热器、顺流式换热器、叉流式换热器（两种流体均非混合）时的平均传热温差。 6．一油冷却器是由外径为15mm、壁厚1mm的铜管制成的壳管式换热器，铜管叉排排列。在油冷却器中，密度为
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879kg/m3，比热容为1950J/(kg·℃)，流量为39m/h的30号透平油从t1′=56.9℃，冷却到t1″=45℃。冷却水在
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油冷却器管内流过，进口温度t2′=33℃，温升为4℃，两个流程，换热系数a1=4480W/(m·℃)。油在管外的隔板
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间流过，对流换热系数a2=452W/(m·℃)。试求所需的传热面积。
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