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一、简答题

1． 列管换热器在什么情况下要考虑热补偿，热补偿的形式有哪些？

【答案】当管束和壳体温度差超过50°C 时，换热器内部将出现很大的热应力（管子和壳体，可能使管子弯曲、断裂或从管板上松脱，列管换热器要考虑热补偿，热补偿热胀冷缩程度不同）

的形式有带补偿圈的固定管板式换热器、浮头式换热器和U 形管式换热器三种。

2． 何谓多效蒸发？试举例说明。

【答案】多效蒸发是一种提高生蒸汽利用率的蒸发方式，它是将第一效蒸发器产生的二次蒸汽入第二效蒸发器作为加热蒸汽，再将第二效的二次蒸汽引入第三效蒸发器，以此类推，末效蒸发器的二次蒸汽通入冷凝器冷凝。如NaOH 溶液的蒸发采用并、逆流相结合的2-3效蒸发工艺。

3． 蒸发器提高流体循环速度的意义有哪些？

【答案】蒸发器流体循环速度提高，可增大传热系数，从而传热速率高，并可减少溶液在加热管内析出晶体，且可减轻传热表面的污垢积存。

4． 冬天，室外温度为2°C ，刮着风，潮湿的衣服晒在外面有没有可能会结冰？为什么？

【答案】可能会结冰，因为潮湿的衣服上温度为空气的湿球温度，当湿球温度低于0°C就会结冰。

二、计算题

5． 有一碳钢制造的套管换热器，内管直径为水的对流传热系数

（1）冷却水消耗量；

（2）并流和逆流操作时所需的传热面积；

（3）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。

【答案】（1）苯在定性温度在定性温度

由

流量为2000kg/h的苯在内管中从

80°C 冷却到50°C 。冷却水在套管环隙从15°C 升到35°C 。苯的对流传热系数

忽略污垢热阻。试求：

下的定压比热容

下的定压比热容

水

列热量衡算式为

得冷却水消耗量

（2）设以内表面积

为基准的总传热系数为

碳钢的导热系数

得

对并流操作：

对逆流操作：

因

（3）逆流操作时

则有

设冷却水出口温度为

则有

为简便起见，由算术平均傕水的定性温度

查得

得

则冷却水消耗量

逆流操作比并流操作可节省冷却水

可见，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°C 变为46.6°C ，在传热量Q 相同条件下，冷却水消耗量减少了36.6%。

本题管壁热阻与其他传热阻力相比很小，可忽略不计。

则

6． 拟采用降尘室回收常压炉气中所含的球形固体颗粒。降尘室底面积为操作条件下，气体的密度为室的生产能力为

试求：

（1）理论上能完全捕集下来的最小颗粒直径； （2）粒径为

的颗粒的回收百分率；

（3）如欲完全回收直径为

。

，黏度为

；固体的密度为

宽和高均为2m 。

；降尘

的尘粒，在原降尘室内需设置多少层水平隔板。

【答案】（1）在降尘室中能够完全被分离出来的最小颗粒的沉降速度为

由于粒径为待求参数，沉降雷诺准数

和判断因子K 都无法计算，故需采用试差法。假设

沉降在滞流区，则可用斯托克斯公式求最小颗粒直径，即

核算沉降流型

假设正确，求得的最小粒径有效。

（2）假设颗粒在炉气中的分布是均匀的，则在气体的停留时间内，颗粒的沉降高度与降尘室高度之比即为该尺寸颗粒被分离下来的分率。

由于各种尺寸颗粒在降尘室内的停留时间均相同，故与

颗粒的沉降速度

颗粒的回收率也可用其沉降速度

之比来确定，在斯托克斯定律区则为

即回收率为33.5%。 （3）由上面计算可知，

颗粒的沉降必在滞流区，可用斯托克斯公式计算沉降速度，即

所以

取47层。 隔板间距为

核算气体在多层降尘室内的流型：若忽略隔板厚度所占的空间，

则气体的流速为

所以