西交大2000传热学.doc

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-

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