第五章-传热(共25页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上第五章 传热一 填空题1传热的基本方式有 、 和 三种。热传导的基本定律是 其表达式为 。 2. 水在管内作湍流流动，若使流速提高到原来的2倍，则其对流传热系数约为原来的 倍；若管径改为原来的1/2而流量相同，则其对流传热系数约为原来的 倍。（设条件改变后仍在湍流范围）3. 导热系数的单位为 ，对流传热系数的单位为 ，总传热系数的单位为 。4. 蒸汽冷凝放热时，要经常注意排放 ，这是因为 。5. 某物体（可近似为灰体），在20时，其黒度为=0.8，则其辐射能力的大小为 ，其吸收率为 。6. 膜系数越 ，液体核状沸腾时，t越大，越 。 7. 在一列管换热器中用壳程的饱和

2、蒸汽加热管程的液体（无相变），若饱和蒸汽侧的饱和蒸汽压力增大，而液体的流量和进口温度不变，则液体出口温度 ，蒸汽侧的对流传热系数 。8. 在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在 ，减少热阻的最有效措施是 。9. 消除列管式换热器温差应力常用的方法有三种，即 、 或 ；翅片管换热器安装翅片的目的是 。10. 某换热器中用饱和水蒸汽加热有机溶液，现发现溶液的出口温度比原来低，检查溶液的初温和流量均无变化，请列举二个可以导致上述现象的原因： 。11. 在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于 侧的对流传热系数，而壁温接近于 侧流体的温度值。12. 常见的列管换热器折流板型式有 ， 。1

3、3. 在列管式换热器的壳程中设置折流板的优点是 ，缺点是 。14. 随着温度的增加，空气的黏度 ，空气的导热系数 。15. 某一段流体流过一段直管后，再流入同一内径的弯管段，则弯管段的传热系数比直管段传热系数 ，因为 。16. 基尔霍夫定律的表达式为 ，该定律的前提假设条件是 。17. 在空气水换热的换热器中，为强化传热可能采取的措施有哪些 ，传热壁面的温度接近于 的温度。18.由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈大，则该壁面的热阻愈 ，其两侧的温差愈 。19. 列管换热器中，若冷热两种流体的温度差相差较大，则换热器在结构上常采用 办法，常用的结构形式有 。 20. 三层圆筒壁

4、热传导过程，最外层的导热系数小于第二层的导热系数，两层厚度相同，在其它条件不变时，若将第二层和第三层的材质互换，则导热量变 ，第二层与第三层的界面温度变 。21.大容积中的饱和沸腾传热可分为 ， 和 ，而在工业生产中常在 阶段操作。22. 一回收烟道气热量的废热锅炉，在流程安排上，烟道气（入口温度为60）应走 ，水（入口温度为90）应走 ，主要是为避免 。23. 物体辐射能力的大小与 成正比，还与 成正比。24. 在垂直冷凝器中，蒸汽在管内冷凝，若降低冷却水的温度，冷却水的流量不变，则冷凝传热系数 ，冷凝传热量 。25. 在管壳式换热器中热流体与冷流体进行换热，若将壳程由单程改为双程，则传热温

5、度差 。26. 在高温炉外设置隔热挡板，挡板材料黑度愈低，热损失愈 。27.斯蒂芬波尔茨曼定律的数学表达式为 ，它表示 。28. 327的黑体辐射能力为27黑体辐射能力的 倍。29.若换热器中流体温度变化较大，总传热系数随温度变化大时，传热面积可采用 求之。30. 如右图，已知三层平壁的厚度相同，温度分布如图所示，哪层的导热系数最大 哪层的导热系数最小 。31.用火炉烧开水，壶底温度 。32. 某换热器，设计时将1管程改为2管程，管内流体的对流给热系数为原来的 倍，流动阻力为原来的 倍。33. 沸腾传热设备壁面越粗糙，气化核心越 ，沸腾传热系数越 。34. 某换热器由于污垢热阻增大，使传热系数

6、K减少10%，若维持冷、热介质出口温度不变，则流体的处理量为原来的倍。35. 为了使房间内形成充分自然对流，使温度一致，（1）空调应放在房间的部；（2）暖气片应放在房间的 部。36. 黑体的表面温度提高一倍，则黑体的辐射能力提高 倍。37. 厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知b1b2b3，导热系数l1l2l3，在稳定传热过程中，各层的热阻 ，各层导热速率 。38. 提高沸腾传热的操作压强，而维持过热度不变，则对流给热系数 。二 选择题1. 管壁热阻和污垢热阻可忽略，当传热面两侧的对流传热膜系数相差较大时，总传热系数总是接近于 。A、热阻大的那侧的传热膜系数 B、 热阻小的那侧的

7、传热膜系数 C、 上述两者的平均值 D、不一定 2. 在两灰体进行辐射传热，两灰体的温度相差50。现因某种原因，两者的温度差升高到100，则此时的辐射传热量与原来的辐射传热量相比，应该 。A、增大 B、变小 C、 不变 D、不确定3. 某一套管换热器，由管间的饱和蒸汽加热管内空气，设饱和蒸汽的温度为100，空气进口温度为20，出口温度为80，问此套管换热器内管壁温度应是 。A、接近空气温度 B、接近饱和蒸汽和空气的平均温度C、接近饱和蒸汽温度 D、不确定4. 为了减少制冷设备的热损失，保温层外所包的一层金属板应该是 .A、表面光滑，颜色较浅B、表面粗糙，颜色较浅C、表面光滑，颜色较深D、表面粗

8、糙，颜色较深5. 已知当温度为T时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度 耐火砖的黑度。A、大于 B、等于 C、不能确定 D、小于6. 某一套管换热器，管间用饱和水蒸气加热管内空气（空气在管内作湍流流动），使空气温度由20升至80，现需空气流量增加为原来的2倍，若要保持空气进出口温度不变，则此时的传热温差应为原来的 倍。A、 1.149 B、 1.74 C、 2 D、 不定7. 一定流量的液体在一f252.5mm的直管内作湍流流动，其对流传热系数ai=1000W/m2 ；如流量与物性都不变，改用一f192mm的直管，则其a将变为 。A、 1259 B、 1496 C、 1585 D、

9、 16788. 对流传热系数关联式中普兰特准数是表示（ ）的准数。A、 对流传热 B、 流动状态 C、 物性影响 D、 自然对流影响9. 在蒸气空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中的 在工程上可行。A、 提高蒸气流速 B、 提高空气流速 C、采用过热蒸气以提高蒸气温度 D、在蒸气一侧管壁加装翅片，增加冷凝面积10. 在两灰体间进行辐射传热，两灰体的温度差为50，现因某种原因，两者的温度各升高100，则此时的辐射传热量与原来的辐射传热量相比，应该 。A、减小 B、增大 C、 不变 D、 无法确定11. 在列管换热器中，用饱和蒸汽加热空气，下面两项判断是否合理： 甲：传热管的壁温将接近加热蒸

10、汽温度；乙：换热器总传热系数K将接近空气侧的对流传热系数。A甲乙均合理 B. 甲乙均无理 C. 甲合理，乙无理 D.乙合理，甲无理三 简答题1. 传热的基本方式有哪些？2. 传热过程中冷热流体的接触方式有哪些？3. 导热系数的物理意义是什么？4. 传热推动力和阻力具有加和性，请举例说明。5. 在多层壁中，温度差随热阻如何分配的？6. 请说明对流给热过程的机理。影响对流给热过程的主要因素是什么？7. 对流给热有几类？请说出自然对流传热的机理。8. 核状沸腾和膜状沸腾的概念。9. 膜状冷凝和滴状冷凝的概念。10. 什么是定性温度？什么是定性尺寸？11. 影响冷凝给热的因素及强化措施。12. 什么是

11、黑体？什么是黑度？什么是灰体？13. 影响辐射传热的主要因素有哪些？14. 工业生产中的传热过程常采用逆流，为什么？15. 什么是传热效率？什么是传热单元数，它们之间的关系如何？16. 提高传热速率的主要途径有哪些？18、 流体流动方向对传热平均温度差如何影响？19、 设计换热器时要做哪些选择，选择的依据是什么？20、 流体的流动方向对载热体用量的影响是什么？21、 总传热系数有哪几种表示方法？22、 若进行换热的两种流体的对流给热系数相差较大，那么那种流体的对流给热为控制步骤？此时为强化传热效果，应怎么办？ 四 计算题【例4-1】 水以一定流速在直管中作湍流流动，若管壁温度不变为350K，水

12、的进出口温度分别为290K及295K，若水的流速增加一倍，则水的出口温度变为多大？解：求 =2， =？ 已知 ， ， ， 水湍流流动，需对水侧作热量恒算可求。一般情况，水的进出口温差小于10，那么温度对物性参数影响较小，因此可以认为水的物性参数保持不变。由题意知，流速改变前： （1） 流速改变后： （2） 流速改变前 流速改变后 350K 350K 350K 350K 290K 295K 290K 则 又 （3）因物性参数不变，则： （4）（1）/（2），并将各参数带入，可得： 【例4-2】 某平壁燃烧炉是由一层耐火砖与一层普通砖砌成，两层的厚度均为100mm，其导热系数分别为0.9W/（m）

13、及0.7W/（m）。待操作稳定后，测得炉膛的内表面温度为700，外表面温度为130。为了减少燃烧炉的热损失，在普通砖外表面增加一层厚度为40mm、导热系数为0.06W/（m）的保温材料。操作稳定后，又测得炉内表面温度为740，外表面温度为90。设两层砖的导热系数不变，试计算加保温层后炉壁的热损失比原来的减少百分之几？解：加保温层前单位面积炉壁的热损失为此时为双层平壁的热传导，其导热速率方程为： W/m2加保温层后单位面积炉壁的热损失为此时为三层平壁的热传导，其导热速率方程为： 故加保温层后热损失比原来减少的百分数为： 【例4-3】 在外径为140mm的蒸气管道外包扎保温材料，以减少热损失。蒸气

14、管外壁温度为390，保温层外表面温度不大于40。保温材料的与t的关系为=0.1+0.0002t（t的单位为，的单位为W/（m）。若要求每米管长的热损失Q/L不大于450W/m，试求保温层的厚度以及保温层中温度分布。解：此题为圆筒壁热传导问题，已知：r2=0.07m t2=390 t3=40先求保温层在平均温度下的导热系数，即 W/（m） （1）保温层温度 将式（4-15）改写为 得 r3=0.141m故保温层厚度为 b=r3r2=0.1410.07=0.071m=71mm（2）保温层中温度分布 设保温层半径r处的温度为t，代入式（4-15）可得 解上式并整理得t=501lnr942计算结果表明

15、，即使导热系数为常数，圆筒壁内的温度分布也不是直线而是曲线。【例4-4】 有一列管式换热器，由38根25mm2.5mm的无缝钢管组成。苯在管内流动，由20被加热至80，苯的流量为8.32kg/s。外壳中通入水蒸气进行加热。试求管壁对苯的传热系数。当苯的流量提高一倍，传热系数有何变化。解：苯在平均温度下的物性可由附录查得：密度=860kg/m3；比热容cp=1.80kJ/（kg）；粘度=0.45mPas；导热系数=0.14W/（m）。加热管内苯的流速为 m/s 以上计算表明本题的流动情况符合式4-32的实验条件，故 W/（m2）若忽略定性温度的变化，当苯的流量增加一倍时，给热系数为 W/（m2）

16、【例4-5】 在预热器内将压强为101.3kPa的空气从10加热到50。预热器由一束长度为1.5m，直径为861.5mm的错列直立钢管所组成。空气在管外垂直流过，沿流动方向共有15行，每行有管子20列，行间与列间管子的中心距为110mm。空气通过管间最狭处的流速为8m/s。管内有饱和蒸气冷凝。试求管壁对空气的平均对流传热系数。解：空气的定性温度=（10+50）=30查得空气在30时的物性如下： =1.8610-5Pas =1.165kg/m3 =2.6710-2W/（m） cp=1kJ/（kg）所以 空气流过10排错列管束的平均对流传热系数为： =55W/（m2）空气流过15排管束时，由表（4

17、-3）查得系数为1.02，则 =1.02=1.0255=56W/（m2）【例4-6】 热空气在冷却管管外流过，2=90W/（m2），冷却水在管内流过， 1=1000W/（m2）。冷却管外径do=16mm，壁厚b=1.5mm，管壁的=40W/（m）。试求：总传热系数Ko；管外对流传热系数2增加一倍，总传热系数有何变化？管内对流传热系数1增加一倍，总传热系数有何变化？解： 由式4-70可知 W/（m2）可见管壁热阻很小，通常可以忽略不计。 传热系数增加了82.4%。 传热系数只增加了6%，说明要提高K值，应提高较小的2值。【例4-7】 有一碳钢制造的套管换热器，内管直径为89mm3.5mm，流量为

18、2000kg/h的苯在内管中从80冷却到50。冷却水在环隙从15升到35。苯的对流传热系数h=230W/（m2K），水的对流传热系数c=290W/（m2K）。忽略污垢热阻。试求：冷却水消耗量；并流和逆流操作时所需传热面积；如果逆流操作时所采用的传热面积与并流时的相同，计算冷却水出口温度与消耗量，假设总传热系数随温度的变化忽略不计。解 苯的平均温度，比热容cph=1.86103J/（kgK）苯的流量Wh=2000kg/h，水的平均温度，比热容cpc=4.178103J/（kgK）。热量衡算式为 （忽略热损失）热负荷 W冷却水消耗量 kg/h以内表面积Si为基准的总传热系数为Ki，碳钢的导热系数=

19、45W/（mK） =4.35103+7.46105+3.18103 =7.54103m2K/W Ki=133W/（m2K），本题管壁热阻与其它传热阻力相比很小，可忽略不计。 并流操作 80 50 传热面积 m2 逆流操作 80 50 传热面积 m2 因。 逆流操作 Si=6.81m2，设冷却水出口温度为t2，则 80 50 ，33.4， t2=8033.4=46.6水的平均温度t=（15+46.6）/2=30.8，cpc=4.174103J（kg）冷却水消耗量kg/h逆流操作比并流操作可节省冷却水：若使逆流与并流操作时的传热面积相同，则逆流时冷却水出口温度由原来的35变为46.6，在热负荷相同

20、条件下，冷却水消耗量减少了36.6%。【例4-8】有一台运转中的单程逆流列管式换热器，热空气在管程由120降至80，其对流传热系数1=50W/（m2K）。壳程的冷却水从15升至90，其对流传热系数2=2000W/（m2K），管壁热阻及污垢热阻皆可不计。当冷却水量增加一倍时，试求水和空气的出口温度t2和T2，忽略流体物性参数随温度的变化；传热速率Q比原来增加了多少？解：水量增加前 T1=120，T2=80，t1=15，t2=90， 1=50W/（m2K），2=2000W/（m2K）， （a）水量增加后 （b） 或 （c） （d） 式（c）代入式（d），得 （e）由式（c）与（e）得 t2=61.

21、9 T 2=69.9即传热速率增加了25%。【例4-9】 在一传热面积为15.8m2的逆流套管换热器中，用油加热冷水。油的流量为2.85kg/s，进口温度为110；水的流量为0.667kg/s，进口温度为35。油和水的平均比热容分别为1.9kJ/(kg)及4.18 kJ/(kg)。换热器的总传热系数为320W/（m2）试求水的出口温度及传热量。解：本题用NTU法计算。 Whcph=2.851900=5415W/ Wccpc=0.6674180=2788W/故水（冷流体）为最小热容量流体。 查图4-27得=0.73。 因冷流体为最小热容量流率流体，故由传热效率定义式得 解得水的出口温度为 t2=

22、0.73(11035)+35=89.8换热器的传热量为 kW 【4-10】 用平板法测定固体的导热系数，在平板一侧用电热器加热，另一侧用冷却器冷却，同时在板两侧用热电偶测量其表面温度，若所测固体的表面积为0.02 m2，厚度为0.02 m，实验测得电流表读数为0.5 A，伏特表读数为100 V，两侧表面温度分别为200 和50 ，试求该材料的导热系数。 解：传热达稳态后电热器的加热速率应与固体的散热（导热）速率相等，即 式中 将上述数据代入，可得 【4-11】某平壁燃烧炉由一层400 mm厚的耐火砖和一层200 mm厚的绝缘砖砌成，操作稳定后，测得炉的内表面温度为1500 ，外表面温度为100

23、 ，试求导热的热通量及两砖间的界面温度。设两砖接触良好，已知耐火砖的导热系数为，绝缘砖的导热系数为，。两式中的t可分别取为各层材料的平均温度。 解：此为两层平壁的热传导问题，稳态导热时，通过各层平壁截面的传热速率相等，即 （5-32）或 （5-32a）式中 代入1、2得 解之得 则 【4-12】外径为159 mm的钢管，其外依次包扎A、B两层保温材料，A层保温材料的厚度为50 mm，导热系数为0.1 W /(m)，B层保温材料的厚度为100 mm，导热系数为1.0 W /(m)，设A的内层温度和B的外层温度分别为170 和40 ，试求每米管长的热损失；若将两层材料互换并假设温度不变，每米管长的

24、热损失又为多少？ 解：A、B两层互换位置后，热损失为 【4-13】直径为mm的钢管用40 mm厚的软木包扎，其外又包扎100 mm厚的保温灰作为绝热层。现测得钢管外壁面温度为，绝热层外表面温度为10 。软木和保温灰的导热系数分别为)和)，试求每米管长的冷损失量。 解：此为两层圆筒壁的热传导问题，则 【4-14】 在某管壳式换热器中用冷水冷却热空气。换热管为25 mm2.5 mm的钢管，其导热系数为45 W/(m)。冷却水在管程流动，其对流传热系数为2 600 W/(m2)，热空气在壳程流动，其对流传热系数为52 W/(m2)。试求基于管外表面积的总传热系数，以及各分热阻占总热阻的百分数。设污垢

25、热阻可忽略。 解：由查得钢的导热系数 mm mm 壳程对流传热热阻占总热阻的百分数为 管程对流传热热阻占总热阻的百分数为 管壁热阻占总热阻的百分数为 【4-15】 在一传热面积为40 m2的平板式换热器中，用水冷却某种溶液，两流体呈逆流流动。冷却水的流量为30 000kg/h，其温度由22 升高到36 。溶液温度由115 降至55 。若换热器清洗后，在冷、热流体流量和进口温度不变的情况下，冷却水的出口温度升至40 ，试估算换热器在清洗前壁面两侧的总污垢热阻。假设：（1）两种情况下，冷、热流体的物性可视为不变，水的平均比热容为4.174 kJ/(kg)；（2）两种情况下，分别相同；（3）忽略壁面

26、热阻和热损失。 解：求清洗前总传热系数K 求清洗后传热系数由热量衡算 清洗前两侧的总传热热阻 【4-16】在一传热面积为25 m2的单程管壳式换热器中，用水冷却某种有机溶液。冷却水的流量为28 000kg/h，其温度由25 升至38 ，平均比热容为4.17 kJ/(kg)。有机溶液的温度由110 降至65 ，平均比热容为1.72 kJ/(kg)。两流体在换热器中呈逆流流动。设换热器的热损失可忽略，试核算该换热器的总传热系数并计算该有机溶液的处理量。 解： kJ/(kg) 求 有机物 110 65 水 38 25 72 40 【4-17】在一单程管壳式换热器中，用水冷却某种有机溶剂。冷却水的流量

27、为10 000 kg/h，其初始温度为30 ，平均比热容为4.174 kJ/（kg）。有机溶剂的流量为14 000 kg/h，温度由180 降至120 ，平均比热容为1.72 kJ/（kg）。设换热器的总传热系数为500 W/(m2)，试分别计算逆流和并流时换热器所需的传热面积，设换热器的热损失和污垢热阻可以忽略。解： 冷却水的出口温度为逆流时并流时 【4-18】在一单程管壳式换热器中，用冷水将常压下的纯苯蒸汽冷凝成饱和液体。已知苯蒸汽的体积流量为1 600 m3/h，常压下苯的沸点为80.1 ，气化热为394 kJ/kg。冷却水的入口温度为20 ，流量为35 000 kg/h，水的平均比热容

28、为4.17 kJ/(kg)。总传热系数为450 W/(m2)。设换热器的热损失可忽略，试计算所需的传热面积。 解：苯蒸气的密度为 解出 求 苯 80.1 80.1 水 31.6 20 48.5 60.1【4-19】在一单壳程、双管程的管壳式换热器中，水在壳程内流动，进口温度为30 ，出口温度为65 。油在管程流动，进口温度为120 。出口温度为75 ，试求其传热平均温度差。 解：先求逆流时平均温度差 油 120 75 水 65 30 55 45 计算P及R 查图5-19（a）得 【4-20】某生产过程中需用冷却水将油从105 冷却至70 。已知油的流量为6 000 kg/h，水的初温为22 ，

29、流量为2 000 kg/h。现有一传热面积为10 m2的套管式换热器，问在下列两种流动型式下，换热器能否满足要求： （1） 两流体呈逆流流动； （2） 两流体呈并流流动。 设换热器的总传热系数在两种情况下相同，为300 W/(m2)；油的平均比热容为1.9 kJ/(kg)，水的平均比热容为4.17 kJ/(kg)。热损失可忽略。 解：本题采用法计算 （1）逆流时 查图得 能满足要求 （2）并流时 查图得 不能满足要求【4-21】一卧式列管冷凝器，钢质换热管长为3m，直径为f252mm。水以0.7m/s的流速在管内流过，并从17被加热到37。流量为1.25kg/s、温度为72烃的饱和蒸气在管外冷

30、凝成同温度的液体。烃蒸气的冷凝潜热为315kJ/kg。已测得：蒸气冷凝传热系数a0=800W/(m2)，管内侧热阻为外侧的40%，污垢热阻又为管内侧热阻的70%，试核算：（1）换热器每程提供的传热面积（外表面为基准）；（2）换热管的总根数；（3）换热器的管程数。计算时可忽略管壁热阻及热损失，水的比热为4.18kJ/(kg)解： （1）换热器每程提供的传热面积（外表面为基准），S1；由题意知，水以0.7m/s的流速在管内流过，欲求S1，需先知道每程的管子数，每程的管子数等于所需冷却水的总流量与单管内水的流量之比。 两流体交换的热量为： 又 ， ，则 单管内水的流量为：每程所需管子数为：取每程管子

31、数为20， 则每程所能提供的传热外表面积为： (2) 换热管的总根数；由所需的总传热面积可求取换热管的总根数。 由题给数据， 则任务所需的传热外表面积为： 换热管总根数为： 取 (2) 换热器的管程数。由题意管程数为： 【4-22】有一换热器，管内通90的热流体，膜系数为1100，管外有某种液体沸腾，沸点为50，膜系数为5800。试求以下两种情况下的壁温：（1）管壁清洁无垢 ；（2）外侧有污垢产生，污垢热阻为0.005解：忽略管壁热阻，并假设壁温为（1） 当壁很薄时，根据壁两侧的对流传热方程式可得： 则 （2） 同理 则 由此可知，壁温总是比较接近热阻小的那一侧流体的温度。 【4-23】温度为

32、90 的甲苯以1500 kg/h的流量流过直径为mm，弯曲半径为0.6 m的蛇管换热器而被冷却至30 ，试求甲苯对蛇管的对流传热系数。 解：甲苯的定性温度为 由附录查得60时甲苯的物性为 830 kg/m3，Cp1840 J/(kg)，=0.4103 Pas，=0.1205，则 （湍流） 流体在弯管内流动时，由于受离心力的作用，增大了流体的湍动程度，使对流传热系数较直管内的大，此时可用下式计算对流传热系数，即 式中 弯管中的对流传热系数，； 直管中的对流传热系数，； di管内径，m； R管子的弯曲半径，m。 【4-24】压力为101.3 kPa，温度为20 的空气以60 m3/h的流量流过直径

33、为，长度为3 m的套管换热器管内而被加热至80 ，试求管壁对空气的对流传热系数。 解：空气的定性温度为 由附录五查得50 C时空气的物性为 1.093 kg/m3，Cp1005 J/(kg)，=1.96105 Pas，=0.0283，Pr=0.698则 （湍流） 【4-25】一内径的空心球形钢壳容器，其内壁表面温度，外壁外面用100热水加热。钢壳的导热系数，热水对外壁的给热系数500，试计算钢壳厚度是多少mm时传热速率达最大值？最大传热速率是多少？解： 对于所传热量有 其中， ， （推导而得）当R最小时必有当 时得 【4-26】将长和宽均为0.4 m的垂直平板置于常压的饱和水蒸气中，板面温度为

34、98 ，试计算平板与蒸汽之间的传热速率及蒸汽冷凝速率。 解：水的定性温度为 由附录六查得99 C时水的物性为 958.5 kg/m3，Cp4220 J/(kg)，=28.41105 Pas，=0.683oC)，Pr=1.762由附录查得100 C时饱和蒸气的物性为 kJ/kg，kg/m对于此类问题，由于流型未知，故需迭代求解。首先假定冷凝液膜为层流，由式5-79得 核算冷凝液流型，由对流传热速率方程计算传热速率，即 冷凝液的质量流率为 单位长度润湿周边上的凝液质量流率为 则 故假定冷凝液膜为层流是正确的。【4-27】常压水蒸气在一mm，长为3 m，水平放置的钢管外冷凝。钢管外壁的温度为96 ，

35、试计算水蒸气冷凝时的对流传热系数。若此钢管改为垂直放置，其对流传热系数又为多少？由此说明工业上的冷凝器应如何放置？ 解：由附录查得，常压水蒸气的温度为100 。 定性温度由附录查得在98 下，水的物性为： 水平放置垂直放置 通过上述计算可知，工业上的冷凝器应水平放置。 【4-28】两平行的大平板，在空气中相距10 mm，一平板的黑度为0.1，温度为400 K；另一平板的黑度为0.05，温度为300 K。若将第一板加涂层，使其黑度为0.025，试计算由此引起的传热通量改变的百分数。假设两板间对流传热可以忽略。 解：第一板加涂层前因是两平行的大平板，则； ；于是 第一板加涂层后 空气导热的热通量，查得时，空气的导热系数加涂层前后传热通量减少的百分率为 【4-29】用压力为300 kPa（绝对压力）的饱和水