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一、简答题

1． 有一高温炉，炉内温度高达1000°C 以上，炉内有燃烧气体和被加热物体，试定性分析从炉内向外界大气传热的传热过程。

【答案】炉内以对流和辐射并联联合传热，将热量传给炉的内壁面；在炉壁内通过传导传热，将热量从炉的内壁面传到炉的外壁面，它与炉内对流与辐射传热相串联。炉外通过对流与辐射并联联合传热，将热量从炉的外壁面传到大气中，它与炉壁内的传导传热相串联；所以该传热过程的特点是：传导、对流、辐射三种传热方式同时存在；并联、串联的联合传热同时存在。

2． 物料干燥过程分为几个阶段？各阶段的特点？

【答案】物料干燥过程分为三个阶段，即预热段，恒速干燥段和降速干燥段。 （1）预热段:物料吸收气体的热量温度升高，湿含量变化不大。

（2）恒速干燥段:物料表面温度恒定在气体的湿球温度不变，气体传给物料的热量全部用于水分的汽化，干燥速率恒定。

（3）降速干燥段:物料温度上升，干燥速率逐渐减小，气体传给物料的热量只有一部分用于水分汽化，其余用于物料的升温。

3． 为什么工业换热器的冷、热流体的流向大多采用逆流操作？

【答案】逆流操作可以获得较大的平均传热温度差，对传递相同热负荷而言，需较小的传热面积，节省设备费用。此外，逆流热流体出口温度

可接近冷流体进口温度

对相同热负荷而言，对相同热负荷而

需加热剂少；同样，就冷流体而言，逆流体出口温度可接近热流体进口温度言，需要冷却剂少，故对逆流就加热剂或冷却剂用量考虑，逆流操作费小。

二、计算题

4． 槽内盛有20吨重油，拟用图所示装置在4h 内将其从20%加热至80°C , 加热介质为120°C 的饱和水蒸气，在加热过程中，传热系数的平均值为

，重油的比热容为

才能满足要求？（槽内重油因搅拌而温度均一，忽略热损失）

，

泵的输送量为

。试求换热器应具有多大的换热面积

图

【答案】设m 为槽内油的质量（kg ）

，根据题意，由热平衡方程和总传热速率方程得

化简得

由瞬间热平衡方程得

将式①代入上式得

变量置换

将已知数据代入，积分得

为泵的输油能力（kg/h），T 为饱和蒸汽的温度，

分离变量得

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解得

所以

5．

用管子从高度为

H 的高位槽放水

，为增大放水量

，拟提出如下两种方案

:

（1

）并联一根结构和直径相同的管子；

（2）将原管子换成一根直径为原管径两倍的管子。

试定量比较两种方案水量増大的结果（设忽略摩擦系数的变化）。

【答案】对高位槽液面和出口处列柏努利方程:

（1）第一种情况并联一管子: 因两管子直径结构长度皆相等则:

（2）第二种情况扩大管径:

由两种情况比较可知第二种情况下即扩径下流量增加较大。