D、流体主体温度和管壁温度差（T – TW）或（TWˊ– Tˊ）。 10．
在间壁式换热器中，若冷、热两种流体均无相变，并进、出口温度一定，在相同的传热速率时，逆流时的传热面积A和并流时的传热面积A′之间的关系为……………（ ）
A、A =A′； B、A>A′； C、A< A′； D、无法确定。 四、计算问答(5小题,共0分) 1．
有一个球形容器，其器壁材料的导热系数为，内、外壁半径分别为r1和r2，内、外壁面的温度分别为T1和T2。试从傅立叶（Fourier）定律推导出此球形容器器
2
壁的热传导公式（球体表面积为A=4r）。 2．
冷热流体热交换采用并流操作时, 若已知
和
分别为冷热体的质量流量
(kg·s-1), 和分别为冷热流体的平均比定压热容(J·kg-1·K-1), 和分别为冷热流体的进出口温度, 则请导出冷热流体所能接近的最高出口温度的计算式。 3．
今欲于内管为φ165 mm×4.5 mm的套管式换热器中, 将3000 kg·h-1的热水从90 ℃冷却到50 ℃, 冷却水进口温度为30 ℃, 出口温度为40 ℃, 已知基于内管外表面积的传热系数为1000 Ｗ·m-2·K-1。若忽略热损失, 并近似认为冷水与
-1-1
热水的比定压热容相同, 均为4.19 J·kg·K。试求: (1)冷却水用量;
(2)两流体在并流和逆流时的平均温度差; (3)两流体作并流和逆流流动传热时的管子长度。 4．
在一传热面积为300 m2的单程列管换热器中, 300 ℃的原料气流过壳方被加热到 430 ℃, 反应后550 ℃的热气体作为加热介质在管方流动。冷热两种气体呈逆流流动, 流量均为1.00×104 kg·h-1, 平均比定压热容均为1.05 kJ·kg-1·K-1。如果换热器的热损失按壳方气体实际获得热量的10%估算, 试求该传热过程的总传热系数。
5．
设某导热管内径为50 mm，外径为60 mm，管壁导热系数为17.4 W·m-1·K-1，管内、外流体的平均温度分别为80 ℃与25 ℃，管内壁 、外壁温度分别为75 ℃与35 ℃。试求：
（1）每米管长的传热速率； （2）管内流体的传热膜系数（3）管外流体的传热膜系数
1
； 。
2
答案
一、填空(10小题,共0分)
1．传热平均温差大（即传热速率快）；易于控制物料的出口温度 2．饱和水蒸气；水；空气 3．传导；辐射；自然 4．
4
5． W·m‐1·K‐1 6．管 7．50
8．饱和水蒸气；溶液 9．逆流，61.7 ℃ 10．
二、判断题(10小题,共0分) 1．错 2．错 3．错
4．错 5．错 6．对 7．错 8．错 9．错 10．对
三、选择(10小题,共0分) 1．B 2．D 3．A 4．D 5．A 6．C 7．D 8．B 9．D 10．C
四、计算问答(5小题,共0分) 1．根据傅立叶定律：
=-A
定态热传导时，为常数，导热系数取T1~T2温度范围内的平均值，则：
，
dr=-dT，两边同时积分：
可得：
则
2．冷热流体间的热能衡算式:
并流操作时,冷流体所能接近的最高出口温度为热流体的出口温度,即可由上式得出:
,则
=
3．(1)根据热量衡算求冷却水用量
=3.33 kg·s-1=1.20×104 kg·h-1 (2)平均温度差
并流: =27.9 ℃
逆流: (3)管子长度 并流时: 由
=32.7 ℃
W
A= m2
L=逆流时:
m
A'= m2
L'= m。
4．由冷气体一侧计算传热速率: =+ , =0.1,