换热器模拟强化试题及答案

换热器模拟强化试题及答案

一、单选题（每题1分，共15分）

1.在换热器设计中，下列哪个参数不是影响传热效率的关键因素？（）A.传热面积B.流体流速C.流体性质D.换热器材料成本【答案】D【解析】换热器设计主要考虑传热效率，传热面积、流体流速和流体性质直接影响传热效率，而材料成本属于经济性考量

2.以下哪种换热器适用于高温高压工况？（）A.板式换热器B.螺旋板式换热器C.管壳式换热器D.空气冷却器【答案】C【解析】管壳式换热器结构坚固，耐高压高温，适用于高温高压工况

3.在换热器水力计算中，Reynolds数主要反映什么？（）A.流体粘度B.流体密度C.流体的流动状态D.流体的热导率【答案】C【解析】Reynolds数是表征流体流动状态的无量纲数

4.换热器管程流速一般控制在哪个范围内？（）A.

0.1-

0.5m/sB.

0.5-2m/sC.2-5m/sD.5-10m/s【答案】C【解析】管程流速过高或过低都会影响传热效率，一般控制在2-5m/s

5.板式换热器清洗困难的原因是？（）A.结构紧凑B.密封性差C.流体阻力大D.材质易腐蚀【答案】A【解析】板式换热器结构紧凑，清洗空间有限，清洗困难

6.以下哪种换热器适用于小流量、大温差工况？（）A.板式换热器B.管壳式换热器C.翅片管式换热器D.空气冷却器【答案】C【解析】翅片管式换热器表面积大，适用于小流量、大温差工况

7.换热器热补偿的主要目的是？（）A.提高传热效率B.防止热应力C.降低流体阻力D.减小设备体积【答案】B【解析】热补偿主要目的是防止因温度变化产生的热应力

8.以下哪种换热器属于混合式换热器？（）A.板式换热器B.管壳式换热器C.套管式换热器D.喷淋式换热器【答案】D【解析】喷淋式换热器属于混合式换热器，冷热流体直接接触传热

9.换热器水压试验的主要目的是？（）A.检查传热性能B.检查结构强度C.检查密封性D.检查流体阻力【答案】B【解析】水压试验主要检查换热器结构强度

10.以下哪种材料不适合用于制作换热器管束？（）A.碳钢管B.不锈钢管C.铝合金管D.塑料管【答案】D【解析】塑料管耐温性差，不适合用于制作换热器管束

11.换热器管板的主要作用是？（）A.增强传热B.支撑管束C.密封流体D.分散流体【答案】B【解析】管板主要作用是支撑管束，确保管束稳定

12.以下哪种换热器适用于多级逆流？（）A.板式换热器B.管壳式换热器C.螺旋板式换热器D.空气冷却器【答案】B【解析】管壳式换热器适用于多级逆流

13.换热器污垢热阻的主要影响是？（）A.提高传热效率B.降低传热效率C.增加流体阻力D.减少设备体积【答案】B【解析】污垢热阻会降低换热器的传热效率

14.以下哪种换热器适用于流体混合？（）A.板式换热器B.管壳式换热器C.翅片管式换热器D.混合式换热器【答案】D【解析】混合式换热器适用于流体混合

15.换热器设计中，以下哪个参数不影响压降？（）A.流体流速B.流体性质C.传热面积D.换热器结构【答案】C【解析】传热面积主要影响传热效率，不影响压降

二、多选题（每题2分，共20分）

1.以下哪些属于换热器常见故障？（）A.泄漏B.堵塞C.腐蚀D.传热效率下降E.振动【答案】A、B、C、D、E【解析】换热器常见故障包括泄漏、堵塞、腐蚀、传热效率下降和振动

2.以下哪些因素会影响换热器传热系数？（）A.流体性质B.流速C.表面粗糙度D.管径E.换热器材料【答案】A、B、C、D、E【解析】流体性质、流速、表面粗糙度、管径和换热器材料都会影响换热器传热系数

3.以下哪些属于换热器水力计算的内容？（）A.流速计算B.压降计算C.流量计算D.温度计算E.传热计算【答案】A、B、C、D【解析】水力计算包括流速计算、压降计算、流量计算和温度计算

4.以下哪些属于换热器热补偿方式？（）A.伸缩节B.波纹管C.套管式D.膨胀节E.刚性连接【答案】A、B、D【解析】换热器热补偿方式包括伸缩节、波纹管和膨胀节

5.以下哪些属于换热器材料选择考虑的因素？（）A.温度B.压力C.流体性质D.成本E.耐腐蚀性【答案】A、B、C、D、E【解析】换热器材料选择考虑温度、压力、流体性质、成本和耐腐蚀性

三、填空题（每题2分，共20分）

1.换热器传热的基本方程是______【答案】Q=K×A×ΔTm（4分）

2.换热器管程流体一般采用______流动【答案】强制流动（4分）

3.换热器壳程流体一般采用______流动【答案】自然流动（4分）

4.换热器板式换热器清洗困难的原因是______【答案】结构紧凑（4分）

5.换热器水压试验的主要目的是______【答案】检查结构强度（4分）

6.换热器污垢热阻的主要影响是______【答案】降低传热效率（4分）

7.换热器设计中，以下哪个参数不影响压降？______【答案】传热面积（4分）

8.换热器适用于多级逆流？______【答案】管壳式换热器（4分）

9.换热器适用于流体混合？______【答案】混合式换热器（4分）

10.换热器热补偿的主要目的是______【答案】防止热应力（4分）

四、判断题（每题1分，共10分）

1.换热器传热效率越高，压降越大（）【答案】（×）【解析】传热效率越高，一般意味着结构越复杂，压降可能越大，但并非绝对

2.换热器板式换热器适用于高温高压工况（）【答案】（×）【解析】板式换热器一般适用于中低温低压工况

3.换热器管壳式换热器清洗容易（）【答案】（×）【解析】管壳式换热器清洗相对困难

4.换热器水压试验可以检查密封性（）【答案】（√）【解析】水压试验可以检查换热器的密封性

5.换热器污垢热阻会提高传热效率（）【答案】（×）【解析】污垢热阻会降低传热效率

6.换热器管程流体一般采用自然流动（）【答案】（×）【解析】管程流体一般采用强制流动

7.换热器壳程流体一般采用强制流动（）【答案】（×）【解析】壳程流体一般采用自然流动

8.换热器适用于小流量、大温差工况？______【答案】翅片管式换热器（4分）

9.换热器热补偿主要目的是提高传热效率（）【答案】（×）【解析】热补偿主要目的是防止热应力

10.换热器设计中，以下哪个参数不影响压降？______【答案】传热面积（4分）

五、简答题（每题4分，共12分）

1.简述换热器传热的基本原理【答案】换热器传热的基本原理是通过传导、对流和辐射三种方式，将热量从高温流体传递到低温流体【解析】换热器通过传导、对流和辐射三种方式实现热量传递

2.简述换热器水压试验的步骤【答案】换热器水压试验步骤包括准备设备、加压、检查泄漏、保持压力、检查变形

3.简述换热器热补偿的作用【答案】换热器热补偿的作用是防止因温度变化产生的热应力，确保设备安全运行【解析】热补偿通过伸缩节、波纹管等方式，吸收温度变化引起的变形

六、分析题（每题10分，共20分）

1.分析换热器管壳式换热器的设计要点【答案】换热器管壳式换热器的设计要点包括选择合适的管壳材料、确定管径和管数、设计管板结构、选择合适的流动方式、考虑热补偿措施等【解析】管壳式换热器设计需要综合考虑材料选择、管径管数、管板结构、流动方式和热补偿等因素

2.分析换热器板式换热器的优缺点【答案】板式换热器的优点包括结构紧凑、传热效率高、清洗方便等；缺点包括适用于中低温低压工况、密封性要求高、不适用于易腐蚀流体等【解析】板式换热器具有结构紧凑、传热效率高、清洗方便等优点，但适用于中低温低压工况，不适用于易腐蚀流体

七、综合应用题（每题25分，共50分）

1.某工厂需要设计一套管壳式换热器，用于将150℃的热水冷却至50℃，冷水进料温度为20℃，流量为100m³/h，热水流量为80m³/h请计算换热器的传热面积，并选择合适的管壳材料【答案】

（1）计算对数平均温差（LMTD）ΔT1=150-20=130℃ΔT2=50-20=30℃LMTD=ΔT1-ΔT2/lnΔT1/ΔT2=130-30/ln130/30≈

68.3℃

（2）计算传热系数K假设K=1000W/m²·℃

（3）计算传热面积A Q=m×c×ΔTQ=80×

4.18×150-50=41840WA=Q/K×LMTD=41840/1000×

68.3≈

0.61m²

（4）选择合适的管壳材料考虑到热水温度较高，可以选择碳钢管或不锈钢管

2.某工厂需要清洗一套板式换热器，换热器已经运行了三年，表面有污垢请设计一套清洗方案，并说明清洗步骤【答案】

（1）清洗方案选择合适的清洗剂，如酸性清洗剂或碱性清洗剂，根据污垢类型选择采用高压水枪或化学清洗方法进行清洗

（2）清洗步骤关闭换热器，排空流体选择合适的清洗剂，按照说明稀释将清洗剂注入换热器，保持一定温度和时间使用高压水枪或化学清洗设备进行清洗清洗后，用清水冲洗，确保清洗剂完全清除检查换热器表面，确保清洗干净标准答案

一、单选题

1.D

2.C

3.C

4.C

5.A

6.C

7.B

8.D

9.B

10.D

11.B

12.B

13.B

14.D

15.C

二、多选题

1.A、B、C、D、E

2.A、B、C、D、E

3.A、B、C、D

4.A、B、D

5.A、B、C、D、E

三、填空题

1.Q=K×A×ΔTm

2.强制流动

3.自然流动

4.结构紧凑

5.检查结构强度

6.降低传热效率

7.传热面积

8.管壳式换热器

9.混合式换热器

10.防止热应力

四、判断题

1.（×）

2.（×）

3.（×）

4.（√）

5.（×）

6.（×）

7.（×）

8.（×）

9.（×）

10.（×）

五、简答题

1.换热器传热的基本原理是通过传导、对流和辐射三种方式，将热量从高温流体传递到低温流体

2.换热器水压试验步骤包括准备设备、加压、检查泄漏、保持压力、检查变形

3.换热器热补偿的作用是防止因温度变化产生的热应力，确保设备安全运行

六、分析题

1.换热器管壳式换热器的设计要点包括选择合适的管壳材料、确定管径和管数、设计管板结构、选择合适的流动方式、考虑热补偿措施等

2.换热器板式换热器的优点包括结构紧凑、传热效率高、清洗方便等；缺点包括适用于中低温低压工况、密封性要求高、不适用于易腐蚀流体等

七、综合应用题

1.计算换热器的传热面积，并选择合适的管壳材料

2.设计一套清洗方案，并说明清洗步骤。