换热器知识考核试题及答案汇总

换热器知识考核试题及答案汇总

一、单选题（每题2分，共20分）

1.换热器中，流体流速越高，其传热系数（）（2分）A.越低B.越高C.不变D.无法确定【答案】B【解析】流速越高，对流换热增强，传热系数提高

2.管壳式换热器中，管程流体的走法通常为（）（2分）A.单程B.多程C.环流D.混合【答案】A【解析】单程管程结构简单，适用于冷热流体温差不大或流量较小的情况

3.换热器中，冷凝传热的主要方式为（）（2分）A.对流B.辐射C.传导D.对流+辐射【答案】D【解析】冷凝传热兼具液膜对流和蒸汽辐射的双重作用

4.以下哪种换热器适用于易结晶、易结垢的流体？（）（2分）A.螺旋板式换热器B.板式换热器C.翅片管换热器D.管壳式换热器【答案】C【解析】翅片管增加了传热面积，可有效防止结晶和结垢

5.换热器水压试验的压力通常是设计压力的（）（2分）A.1倍B.

1.5倍C.2倍D.3倍【答案】B【解析】标准水压试验压力为设计压力的

1.5倍，确保结构安全

6.适用于高温高压流体的换热器类型为（）（2分）A.空气冷却器B.水冷式换热器C.蒸汽加热器D.管壳式换热器【答案】D【解析】管壳式换热器结构坚固，耐高压高温性能优异

7.换热器污垢系数增大时，传热系数（）（2分）A.增大B.减小C.不变D.不确定【答案】B【解析】污垢层阻碍传热，污垢系数增大导致传热系数下降

8.螺旋板式换热器的流体流动方式为（）（2分）A.并流B.逆流C.横流D.螺旋流动【答案】D【解析】流体在螺旋通道内呈螺旋线流动，强化传热效果

9.以下哪种换热器传热效率最高？（）（2分）A.管壳式换热器B.板式换热器C.翅片管换热器D.螺旋板式换热器【答案】B【解析】板式换热器流道曲折，接触面积大，传热效率最高

10.换热器密封失效可能导致（）（2分）A.传热增强B.传热减弱C.流体泄漏D.压力升高【答案】C【解析】密封失效会导致冷热流体混合或泄漏，降低换热效率

二、多选题（每题4分，共20分）

1.影响换热器传热系数的因素包括（）（4分）A.流体流速B.流体性质C.污垢系数D.传热面积E.流体温度【答案】A、B、C、D、E【解析】传热系数受流体物理性质、流动状态、接触面积及污垢层影响

2.管壳式换热器的主要结构部件包括（）（4分）A.壳体B.管束C.折流板D.封头E.管板【答案】A、B、C、D、E【解析】上述部件共同构成管壳式换热器的传热系统

3.换热器常见故障有（）（4分）A.堵塞B.漏泄C.传热恶化D.噪音过大E.结构变形【答案】A、B、C、D、E【解析】上述均为换热器运行中可能出现的典型问题

4.提高换热器传热效率的方法有（）（4分）A.增大流速B.减少污垢C.使用翅片管D.采用逆流E.调整管径【答案】A、B、C、D【解析】翅片管和逆流可显著提升传热效率，管径调整需综合评估

5.换热器选型时需考虑的因素有（）（4分）A.工作温度B.压力等级C.流体性质D.传热面积E.经济性【答案】A、B、C、D、E【解析】选型需全面评估工艺条件、安全要求及成本效益

三、填空题（每题4分，共32分）

1.换热器传热的基本方式包括______、______和______（4分）【答案】传导；对流；辐射

2.管壳式换热器中，冷热流体通常通过______进行热量交换（4分）【答案】管壁

3.换热器水压试验的目的是检验______的密封性和承压能力（4分）【答案】管壳连接处

4.螺旋板式换热器的优点是______和______（4分）【答案】传热效率高；不易堵塞

5.换热器污垢的形成主要与流体的______、______和______有关（4分）【答案】化学成分；悬浮物；流动状态

6.板式换热器适用于______和______流体的换热（4分）【答案】腐蚀性；高压

7.翅片管换热器通过______来增大传热面积（4分）【答案】翅片

8.换热器传热计算中，对数平均温差法适用于______流型（4分）【答案】逆流或并流

四、判断题（每题2分，共20分）

1.换热器传热系数越大，表示传热效果越好（）（2分）【答案】（√）【解析】传热系数大意味着单位温差下的传热速率高

2.管壳式换热器适用于所有类型的流体，无需特殊选型（）（2分）【答案】（×）【解析】腐蚀性、高压流体需选用特殊材质或结构

3.换热器密封面磨损会导致传热效率下降（）（2分）【答案】（√）【解析】密封面不平整会破坏流体分布，影响传热

4.翅片管换热器适用于低流速流体的加热（）（2分）【答案】（×）【解析】低流速下翅片管传热效果反而不佳

5.换热器水压试验时，压力表应校验合格（）（2分）【答案】（√）【解析】确保测量准确，避免误判

6.板式换热器清洗方便，适用于易结垢流体（）（2分）【答案】（×）【解析】板式结构清洗复杂，不适合易结垢流体

7.传热恶化时，换热器出口温度会异常升高（）（2分）【答案】（√）【解析】传热效率下降导致冷热流体混合，温度异常

8.螺旋板式换热器适用于低温差换热场合（）（2分）【答案】（×）【解析】其结构特点更适于较大温差换热

9.换热器管束压降过大时，需检查流体堵塞（）（2分）【答案】（√）【解析】压降异常通常由堵塞或管径不当引起

10.管壳式换热器壳程流体流速一般大于管程（）（2分）【答案】（×）【解析】壳程流速通常低于管程，以减少压降

五、简答题（每题4分，共20分）

1.简述换热器传热恶化产生的原因及解决方法（4分）【答案】原因污垢堆积、流道堵塞、流体性质变化等解决方法定期清洗、优化流道设计、选用抗腐蚀材料

2.比较管壳式换热器和板式换热器的优缺点（4分）【答案】管壳式结构坚固，耐高压，适用于腐蚀性流体；缺点清洗困难板式传热效率高，清洗方便；缺点不耐高压腐蚀

3.换热器选型时需考虑哪些主要因素？（4分）【答案】工作温度、压力等级、流体性质、传热面积、经济性、清洗需求等

4.简述换热器密封失效的常见原因及后果（4分）【答案】原因材料老化、安装不当、腐蚀磨损后果传热下降、流体泄漏、安全隐患

5.如何通过结构设计提高换热器传热效率？（4分）【答案】采用翅片管、逆流布置、增加流道曲折度、优化管径等

六、分析题（每题10分，共20分）

1.某工厂使用管壳式换热器进行热水加热，运行中发现传热效率下降，试分析可能的原因并提出改进措施（10分）【答案】可能原因

（1）管束结垢导致传热膜系数下降；

（2）壳程流体循环不畅；

（3）密封面磨损导致泄漏改进措施

（1）增加流体流速或采用机械清洗；

（2）优化壳程折流板设计；

（3）更换密封件并加强维护

2.某化工反应釜需通过换热器控制温度，要求传热效率高且清洗方便，试推荐合适的换热器类型并说明理由（10分）【答案】推荐类型板式换热器理由

（1）板式结构传热系数高，可适应大温差工况；

（2）板片可拆卸，清洗维护方便；

（3）材质可选耐腐蚀材料，满足化工要求

七、综合应用题（20分）某装置使用管壳式换热器将150℃的蒸汽冷凝成水，冷凝水出口温度为50℃冷热流体均走管程，管内流速分别为

0.8m/s和

1.2m/s换热器管束由碳钢管组成，管径为20mm×2mm已知冷流体流量为5t/h，比热容为

4.18kJ/kg·℃试计算

（1）冷流体出口温度；

（2）换热器所需传热面积（假设传热系数为800W/m²·℃）；

（3）若实际传热面积比计算值大20%，冷热流体出口温度将如何变化？（20分）【答案】

（1）冷流体出口温度计算由能量平衡公式Q=mcΔT，Q=5×

4.18×T_2-20，假设无热损失，则Q=150×

0.6=90kJ/kg，T_2=20+90/

4.18≈47℃（假设冷流体初始温度为20℃）

（2）传热面积计算Q=K×A×ΔT_m，ΔT_m=150-47/

2.303=

31.5℃，A=Q/K×ΔT_m=90×10³/800×

31.5=

35.7㎡实际所需面积=

35.7×

1.2=

42.8㎡

（3）面积增加影响若实际面积大20%，ΔT_m减小，冷流体出口温度将升高，蒸汽出口温度降低具体变化需重新计算，但趋势明显---标准答案汇总

一、单选题

1.B

2.A

3.D

4.C

5.B

6.D

7.B

8.D

9.B

10.C

二、多选题

1.A、B、C、D、E

2.A、B、C、D、E

3.A、B、C、D、E

4.A、B、C、D

5.A、B、C、D、E

三、填空题

1.传导；对流；辐射

2.管壁

3.管壳连接处

4.传热效率高；不易堵塞

5.化学成分；悬浮物；流动状态

6.腐蚀性；高压

7.翅片

8.逆流或并流

四、判断题

1.√

2.×

3.√

4.×

5.√

6.×

7.√

8.×

9.√

10.×

五、简答题（略，参考答案部分已列出）

六、分析题（略，参考答案部分已列出）

七、综合应用题（略，参考答案部分已列出）。