在推导换热器效能的计算公式时在哪些环节引入了推导对数平均温差时提出的四个假设?习题换热器设计计算10-13、一台1-2型壳管式换热用来冷却11号润滑油。冷却水在管内流动,"-|||-_(2)=(20)^circ C _(2)=(50)^circ C °C,流量为3kg/s;热油入口温度为60C,"-|||-_(2)=(20)^circ C _(2)=(50)^circ C °C。试计算:(1)油的流量;(2)所传递热量;(3)所需的传热面积。"-|||-_(2)=(20)^circ C _(2)=(50)^circ C °C"-|||-_(2)=(20)^circ C _(2)=(50)^circ C °C10-43、:一块外表积为A的平板埋于绝热材料中〔如附图所示〕。初始时及温度为T"-|||-_(2)=(20)^circ C _(2)=(50)^circ C °C的气流处于平衡状态,后突然受到投入辐射G的在作用。平板对G的吸收比为α1,自身辐射的发射率为ξ,平板的热容量为mc。此时对流换热的外表传热系数为h。取G=3000W/m2,α1,ξ,T"-|||-_(2)=(20)^circ C _(2)=(50)^circ C °C=300K,mc=20400J/K,h=50W/(m3.K)。求:试按集总参数法导出平板温度随时间变化的关系式,及当平板又一次处于稳态工况时的温度值。"-|||-_(2)=(20)^circ C _(2)=(50)^circ C °C.1 为什么冰箱结霜后,耗电量增加? 答:冰箱结霜相当于在冰箱蒸发器和冰箱冷冻室〔或冷藏室〕之间增加了一个附加热阻。因此,要到达一样的冷冻室〔或冷藏室〕温度,必须要求更低的蒸发温度,对应的蒸发压力降低,压缩机工作压差增大,耗电量增加。某办公室由中央空调系统维持室内恒温,尽管冬夏两季室内都是20℃,但感觉却不同,为什么? 答:冬季和夏季的最大区别是室外温度不同。夏季室外温度比室内温度高,而冬季室外气温比室内低,因此冬季和夏季室内墙壁外表温度不同,夏季高而冬季低。尽管冬夏两季室内温度都是20℃,人体及室内空气的对流换热根本一样,但是冬季人体及墙壁的辐射换热量比夏季高得多。3.什么是沸腾换热的临界热流密度?为什么有些换热设备需在加热热流密度低于临界热流密度状态下工作? 答:核态沸腾及过渡沸腾交界处的热流密度峰值叫做沸腾换热的临界热流密度qcr。对于热流密度可控的换热设备,当热流密度超过qcr时,工况将跳至稳定膜态沸腾,传热温差迅速上升〔近1000℃〕,为保证设备平安运行而不致烧毁,应控制q6.用一只手握住盛有热水的杯子,另一只手用筷子快速搅拌热水,握杯子的手会显著地感到热。试分析其原因。答:当没有搅拌时,杯内的水的流速几乎为零,杯内的水和杯壁之间为自然对流换热,自热对流换热的外表传热系数小,当快速搅拌时,杯内的水和杯壁之间为强制对流换热,外表传热系数大,热水有更多的热量被传递到杯壁的外侧,因此会显著地感觉到热。7.什么是串联热阻叠加原那么,它在什么前提下成立?以固体中的导热为例,试讨论有哪些情况可能使热量传递方向上不同截面的热流量不相等。答:在一个串联的热量传递过程中,如果通过每个环节的热流量都一样,那么各串联环节的总热阻等于各串联环节热阻的和。例如:三块无限大平板叠加构成的平壁。例如通过圆筒壁,对于各个传热环节的传热面积不相等,可能造成热量传递方向上不同截面的热流量不相等。8.有两个外形一样的保温杯A及B,注入同样温度、同样体积的热水后不久,A杯的外外表就可以感觉到热,而B杯的外外表那么感觉不到温度的变化,试问哪个保温杯的质量较好?答:B:杯子的保温质量好。因为保温好的杯子热量从杯子内部传出的热量少,经外部散热以后,温度变化很小,因此几乎感觉不到热。能量平衡分析1-3淋浴器的喷头正常工作时的供水量一般为每分钟"-|||-_(2)=(20)^circ C _(2)=(50)^circ C °C。冷水通过电热器从15℃被加热到43℃。试问电热器的加热功率是多少?为了节省能源,有人提出可以将用过后的热水〔温度为38℃〕送入一个换热器去加热进入淋浴器的冷水。如果该换热器能将冷水加热到27℃,试计算采用余热回收换热器后洗澡15min可以节省多少能源?1-12 在一次测定空气横向流过单根圆管的对流换热实验中,得到以下数据:管壁平均温度tw=69℃,空气温度tf=20℃,管子外径 d=14mm,加热段长 80mm,输入加热段的功率,如果全部热量通过对流换热传给空气,试问此时的对流换热外表传热系数多大?

在推导换热器效能的计算公式时在哪些环节引入了推导对数平均温差时提出的四个假设?

习题

换热器设计计算

10-13、一台1-2型壳管式换热用来冷却11号润滑油。冷却水在管内流动,,流量为3kg/s;热油入口温度为60C,。试计算:

(1)油的流量;

(2)所传递热量;

(3)所需的传热面积。

10-43、:一块外表积为A的平板埋于绝热材料中〔如附图所示〕。初始时及温度为T的气流处于平衡状态,后突然受到投入辐射G的在作用。平板对G的吸收比为α1,自身辐射的发射率为ξ,平板的热容量为mc。此时对流换热的外表传热系数为h。取G=3000W/m2,α1,ξ,T=300K,mc=20400J/K,h=50W/(m3.K)。

求:试按集总参数法导出平板温度随时间变化的关系式,及当平板又一次处于稳态工况时的温度值。

.1 为什么冰箱结霜后,耗电量增加? 答:冰箱结霜相当于在冰箱蒸发器和冰箱冷冻室〔或冷藏室〕之间增加了一个附加热阻。因此,要到达一样的冷冻室〔或冷藏室〕温度,必须要求更低的蒸发温度,对应的蒸发压力降低,压缩机工作压差增大,耗电量增加。

某办公室由中央空调系统维持室内恒温,尽管冬夏两季室内都是20℃,但感觉却不同,为什么? 答:冬季和夏季的最大区别是室外温度不同。夏季室外温度比室内温度高,而冬季室外气温比室内低,因此冬季和夏季室内墙壁外表温度不同,夏季高而冬季低。尽管冬夏两季室内温度都是20℃,人体及室内空气的对流换热根本一样,但是冬季人体及墙壁的辐射换热量比夏季高得多。

3.什么是沸腾换热的临界热流密度?为什么有些换热设备需在加热热流密度低于临界热流密度状态下工作? 答:核态沸腾及过渡沸腾交界处的热流密度峰值叫做沸腾换热的临界热流密度qcr。对于热流密度可控的换热设备,当热流密度超过qcr时,工况将跳至稳定膜态沸腾,传热温差迅速上升〔近1000℃〕,为保证设备平安运行而不致烧毁,应控制q

6.用一只手握住盛有热水的杯子,另一只手用筷子快速搅拌热水,握杯子的手会显著地感到热。试分析其原因。

答:当没有搅拌时,杯内的水的流速几乎为零,杯内的水和杯壁之间为自然对流换热,自热对流换热的外表传热系数小,当快速搅拌时,杯内的水和杯壁之间为强制对流换热,外表传热系数大,热水有更多的热量被传递到杯壁的外侧,因此会显著地感觉到热。

7.什么是串联热阻叠加原那么,它在什么前提下成立?以固体中的导热为例,试讨论有哪些情况可能使热量传递方向上不同截面的热流量不相等。

答:在一个串联的热量传递过程中,如果通过每个环节的热流量都一样,那么各串联环节的总热阻等于各串联环节热阻的和。例如:三块无限大平板叠加构成的平壁。例如通过圆筒壁,对于各个传热环节的传热面积不相等,可能造成热量传递方向上不同截面的热流量不相等。

8.有两个外形一样的保温杯A及B,注入同样温度、同样体积的热水后不久,A杯的外外表就可以感觉到热,而B杯的外外表那么感觉不到温度的变化,试问哪个保温杯的质量较好?

答:B:杯子的保温质量好。因为保温好的杯子热量从杯子内部传出的热量少,经外部散热以后,温度变化很小,因此几乎感觉不到热。

能量平衡分析

1-3淋浴器的喷头正常工作时的供水量一般为每分钟。冷水通过电热器从15℃被加热到43℃。试问电热器的加热功率是多少?为了节省能源,有人提出可以将用过后的热水〔温度为38℃〕送入一个换热器去加热进入淋浴器的冷水。如果该换热器能将冷水加热到27℃,试计算采用余热回收换热器后洗澡15min可以节省多少能源?

1-12 在一次测定空气横向流过单根圆管的对流换热实验中,得到以下数据:管壁平均温度tw=69℃,空气温度tf=20℃,管子外径 d=14mm,加热段长 80mm,输入加热段的功率,如果全部热量通过对流换热传给空气,试问此时的对流换热外表传热系数多大?