西交大2000传热学.doc

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1、西安交通大学2000年硕士研究生入学考试传热学试题2计算题（60分，每题20分）（1）初温为40℃，质量流量为1㎏/的水流经一外管内径为60㎜，内管外径为40㎜的偏心套管换热器的环形空间，偏心度S为5㎜。如图35所示。内管内为水蒸气凝结，使内管外表面壁维持在100℃。换热器外壳绝热良好。试确定把水加热到60℃时所需要套管的长度。（不考虑大温差修正）附注：①管槽内强制对流换热实验关联式层流：=湍流：=加热流体时n=0.4冷却流体时n=0.3②饱和水的热物理性质℃（㎏/40992.24.17463.5653.34.3150

2、988.14.17464．8549.43.5460983.14.17965.9469.92.99解：令水的初始温度为，加热后温度为，由题可知水蒸气的温度100℃=100-40=60℃=100-60=40℃=℃所以水的平均温度=100-50=50℃有水的定性温度，查表得,,，，水的流速:当量直径为湍流，因为是加热，所以n取0.4水侧表面换热系数由于换热器外表面绝热，所以传热系数k=h换热量得(2)温度为140℃，总质量流量为3.5㎏/s的热油被分配到两台换热器中加热冷水。进口温度为25℃，质量流量为2kg/s的冷水串联流

3、过尔台换热器，最后被热油加热到75℃。第一台为逆流式换热器，其将热油冷却到90℃，并在第一台换热器后引出质量流量为0.8kg/s，温度为50℃的水作其他使用。第二台换热器为顺流式，试求二台换热器的面积和第二台换热器的出口油温。已知：水的比热容，油的比热容。两台换热器的总传热系数k均为400W/（）。解：设有进入第一台换热器的温度为，出口温度为，水的进口温度为，出口温度第一台换热器是逆流，所以℃℃℃换热量设油进入第二台换热器的温度为，出口温度为，水的进口温度为,出口温度为由题可知℃，℃，℃换热量又,所以℃第二台换热器是顺

4、流℃℃℃(3)外径为159mm,长度为2m的水蒸气输送管道，水平置于空气温度为20℃，墙壁表面平均为22℃的大房间中，管道采用水泥珍珠岩保温，其导热系数为℃。管内水蒸气平均温度为370℃，由接触式温度计测得保温层平均文明度为60℃，表面发射率（黑度）为0.9.若忽略管壁的导热热阻，试确定保温层的厚度。附注：①干空气的热物理性质（）t/℃Pr201.2051.0052.5915.060.703401.1281.0052.7616.960.699601.0601.0052.9018.970.696①水平圆柱外自然对流换热实

5、验关联式-