2025年化工工程師專業(yè)換熱器設(shè)計強化練習(xí)一、單項選擇題（每題2分，共20題）1.以下哪種換熱器適用于高溫、高壓且介質(zhì)腐蝕性強的工況？A.列管式換熱器B.板式換熱器C.套管式換熱器D.螺旋板式換熱器答案：A。解析：列管式換熱器結(jié)構(gòu)堅固，能承受高溫、高壓，且可選用耐腐蝕管材，適用于該工況。板式換熱器一般不適用于高溫高壓；套管式換熱器處理能力有限；螺旋板式換熱器在耐高溫高壓和強腐蝕方面不如列管式。2.換熱器中，熱流體進出口溫度分別為150℃和100℃，冷流體進出口溫度分別為50℃和80℃，則逆流時對數(shù)平均溫差為（）A.55℃B.65℃C.75℃D.85℃答案：B。解析：根據(jù)對數(shù)平均溫差計算公式，逆流時對數(shù)平均溫差計算得出約為65℃。3.為提高管殼式換熱器管程流體的流速，可采用（）A.增加殼程擋板數(shù)B.增加管程數(shù)C.增大管徑D.減小管長答案：B。解析：增加管程數(shù)可使管程流體流量不變的情況下，流通面積減小，從而提高流速。增加殼程擋板數(shù)影響殼程流體；增大管徑會降低流速；減小管長與流速無直接關(guān)聯(lián)。4.以下哪種材料一般不用于制造換熱器管束？A.碳鋼B.不銹鋼C.銅合金D.鋁合金答案：D。解析：鋁合金雖然導(dǎo)熱性較好，但強度和耐腐蝕性在換熱器應(yīng)用中不如碳鋼、不銹鋼和銅合金，一般不用于制造換熱器管束。5.換熱器傳熱系數(shù)K的單位是（）A.W/（m2·K）B.W/（m·K）C.J/（m2·K）D.J/（m·K）答案：A。解析：傳熱系數(shù)K的單位就是W/（m2·K），表示單位時間、單位面積上，冷熱流體間每單位溫差下傳遞的熱量。6.當(dāng)換熱器的熱負荷一定時，增大傳熱面積，傳熱系數(shù)（）A.增大B.減小C.不變D.不確定答案：C。解析：傳熱系數(shù)主要取決于流體物性、流動狀態(tài)、換熱器結(jié)構(gòu)等，與傳熱面積大小無關(guān)，所以熱負荷一定時，增大傳熱面積，傳熱系數(shù)不變。7.以下哪種換熱器的傳熱效率最高？A.沉浸式蛇管換熱器B.噴淋式蛇管換熱器C.夾套式換熱器D.螺旋板式換熱器答案：D。解析：螺旋板式換熱器結(jié)構(gòu)緊湊，流體在其中呈螺旋流動，能提高流體的湍流程度，增強傳熱效果，相比其他幾種傳熱效率更高。8.換熱器中，為減少污垢熱阻，應(yīng)（）A.降低流體流速B.選擇不易結(jié)垢的流體走殼程C.定期清洗D.增大管徑答案：C。解析：定期清洗可以直接去除換熱器表面的污垢，有效減少污垢熱阻。降低流體流速、選擇不易結(jié)垢的流體走殼程和增大管徑雖有一定作用，但都不如定期清洗直接有效。9.管殼式換熱器中，折流板的主要作用是（）A.支撐管束B.提高殼程流體流速C.防止流體泄漏D.增強傳熱答案：B。解析：折流板使殼程流體多次錯流流過管束，提高殼程流體流速，增強傳熱，同時也有支撐管束作用，但主要作用是提高流速。10.熱流體和冷流體在換熱器中進行換熱，若熱流體放出的熱量等于冷流體吸收的熱量，忽略熱損失，則這種換熱方式為（）A.無相變換熱B.有相變換熱C.等焓換熱D.等壓換熱答案：A。解析：無相變換熱過程中，熱量傳遞通過溫度變化實現(xiàn)，在忽略熱損失時，熱流體放出熱量等于冷流體吸收熱量。有相變換熱有物質(zhì)狀態(tài)變化；等焓換熱、等壓換熱與題干描述不符。11.以下關(guān)于換熱器選型的說法，錯誤的是（）A.處理量大時優(yōu)先選列管式B.要求傳熱系數(shù)大可選板式C.高溫高壓選螺旋板式D.易結(jié)垢流體優(yōu)先走管程答案：C。解析：高溫高壓工況應(yīng)優(yōu)先選列管式換熱器，螺旋板式換熱器在耐高溫高壓方面不如列管式，所以C錯誤。12.換熱器中，為了減少熱損失，應(yīng)（）A.增加保溫層厚度B.提高流體流速C.增大傳熱面積D.降低傳熱系數(shù)答案：A。解析：增加保溫層厚度可有效降低換熱器對外的散熱，減少熱損失。提高流體流速、增大傳熱面積與減少熱損失無關(guān)；降低傳熱系數(shù)不是減少熱損失的有效常規(guī)方法。13.當(dāng)冷熱流體進出口溫度一定時，以下哪種流動方式平均溫差最大？A.并流B.逆流C.錯流D.折流答案：B。解析：在冷熱流體進出口溫度一定時，逆流的平均溫差最大，傳熱效果最好，這是因為逆流時冷熱流體間溫差分布更均勻。14.以下哪種換熱器的結(jié)構(gòu)最簡單？A.夾套式換熱器B.板式換熱器C.列管式換熱器D.熱管換熱器答案：A。解析：夾套式換熱器結(jié)構(gòu)是在容器外部安裝夾套，結(jié)構(gòu)最簡單。板式、列管式、熱管換熱器結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。15.換熱器的熱負荷是指（）A.單位時間傳遞的熱量B.總傳遞熱量C.流體進出口焓差D.流體進出口溫度差答案：A。解析：熱負荷定義為單位時間內(nèi)通過換熱器傳遞的熱量。16.為了防止換熱器管束振動，可采取的措施是（）A.增加管程數(shù)B.減小殼程流體流速C.增大管徑D.減少折流板間距答案：B。解析：減小殼程流體流速可降低流體對管束的沖擊，防止管束振動。增加管程數(shù)、增大管徑與防止管束振動無關(guān)；減少折流板間距可能會加劇振動。17.以下哪種材料的導(dǎo)熱系數(shù)最高？A.碳鋼B.不銹鋼C.銅D.鈦答案：C。解析：在這幾種材料中，銅的導(dǎo)熱系數(shù)最高，具有良好的導(dǎo)熱性能。18.換熱器中，流體無相變時，對流傳熱系數(shù)與（）有關(guān)。A.流體密度B.流體顏色C.設(shè)備材質(zhì)D.安裝高度答案：A。解析：對流傳熱系數(shù)與流體的物性（如密度、粘度、比熱容等）、流動狀態(tài)等有關(guān)，與流體顏色、設(shè)備材質(zhì)（主要影響導(dǎo)熱系數(shù)）、安裝高度無關(guān)。19.管殼式換熱器中，管程和殼程流體的流向一般（）A.必須逆流B.必須并流C.可根據(jù)實際選擇D.只能錯流答案：C。解析：管殼式換熱器中管程和殼程流體流向可根據(jù)具體的工藝要求、換熱效率等實際情況選擇并流、逆流、錯流等方式。20.以下關(guān)于換熱器操作的說法，正確的是（）A.開車時先通熱流體B.停車時先停熱流體C.運行中無需監(jiān)測壓力D.定期更換管束答案：B。解析：停車時先停熱流體，防止設(shè)備局部過熱損壞。開車時應(yīng)先通冷流體；運行中需監(jiān)測壓力等參數(shù)；定期檢查管束，不是定期更換管束。二、多項選擇題（每題2分，共10題）1.以下屬于換熱器強化傳熱的方法有（）A.提高流體流速B.采用波紋管C.減小傳熱面積D.定期除垢E.降低流體溫度答案：ABD。解析：提高流體流速可增強流體湍動程度，提高傳熱系數(shù)；采用波紋管可增加流體擾動，強化傳熱；定期除垢能減少污垢熱阻，提高傳熱效率。減小傳熱面積不利于傳熱；降低流體溫度會減小傳熱溫差，不利于傳熱強化。2.管殼式換熱器的主要部件包括（）A.管束B.殼體C.管板D.封頭E.折流板答案：ABCE。解析：管束是進行傳熱的主要部件；殼體容納管束等部件；管板用于固定管束；折流板提高殼程流體流速和傳熱效果。封頭主要起密封作用，不屬于主要部件。3.影響換熱器傳熱系數(shù)的因素有（）A.流體物性B.換熱器結(jié)構(gòu)C.流體流速D.冷熱流體溫差E.污垢情況答案：ABCE。解析：流體物性（如導(dǎo)熱系數(shù)、粘度等）、換熱器結(jié)構(gòu)（如形狀、尺寸等）、流體流速、污垢情況都會影響傳熱系數(shù)。冷熱流體溫差影響傳熱量，不直接影響傳熱系數(shù)。4.以下哪些換熱器適用于處理易結(jié)垢的流體？A.列管式換熱器B.板式換熱器C.螺旋板式換熱器D.套管式換熱器E.夾套式換熱器答案：AD。解析：列管式換熱器和套管式換熱器清洗相對方便，對于易結(jié)垢流體，便于定期清理污垢，較為適用。板式換熱器和螺旋板式換熱器清洗難度較大；夾套式換熱器一般處理量較小且清洗不便。5.換熱器中，冷熱流體的流動方式有（）A.并流B.逆流C.錯流D.折流E.雙流答案：ABCD。解析：冷熱流體在換熱器中的流動方式主要有并流、逆流、錯流、折流。雙流不是常見的換熱器冷熱流體流動方式。6.以下關(guān)于換熱器設(shè)計的說法，正確的有（）A.要考慮流體流量B.需確定合適的傳熱面積C.不用考慮材質(zhì)選擇D.要核算傳熱系數(shù)E.不用考慮壓力降答案：ABD。解析：換熱器設(shè)計需要考慮流體流量來確定設(shè)備規(guī)格；根據(jù)熱負荷和傳熱系數(shù)確定合適的傳熱面積；同時要核算傳熱系數(shù)確保滿足換熱要求。材質(zhì)選擇影響設(shè)備的使用壽命和性能，需要考慮；壓力降會影響流體輸送和運行成本，也需要考慮。7.可用于制造換熱器殼體的材料有（）A.碳鋼B.不銹鋼C.塑料D.陶瓷E.鋁合金答案：AB。解析：碳鋼和不銹鋼強度較高，能承受一定壓力和溫度，常用于制造換熱器殼體。塑料強度和耐高溫性能有限；陶瓷易碎；鋁合金在強度和耐腐蝕性方面不完全適合，一般不用于制造換熱器殼體。8.以下哪些情況會導(dǎo)致?lián)Q熱器傳熱效率下降（）A.污垢積累B.流體流速降低C.傳熱面積減小D.冷熱流體溫差增大E.傳熱系數(shù)增大答案：ABC。解析：污垢積累增加污垢熱阻，降低傳熱效率；流體流速降低使傳熱系數(shù)減小，傳熱效率下降；傳熱面積減小直接影響傳熱量，導(dǎo)致傳熱效率下降。冷熱流體溫差增大和傳熱系數(shù)增大有利于提高傳熱效率。9.換熱器在化工生產(chǎn)中的作用有（）A.加熱原料B.冷卻產(chǎn)品C.回收余熱D.分離混合物E.反應(yīng)容器答案：ABC。解析：換熱器可用于加熱原料使其達到反應(yīng)所需溫度；冷卻產(chǎn)品防止溫度過高；回收余熱提高能源利用率。分離混合物一般不是換熱器的主要作用；反應(yīng)容器功能主要由反應(yīng)器實現(xiàn)，而非換熱器。10.以下關(guān)于板式換熱器的特點，正確的有（）A.傳熱系數(shù)大B.結(jié)構(gòu)緊湊C.處理能力大D.適用溫度范圍廣E.易清洗答案：ABE。解析：板式換熱器傳熱系數(shù)大，結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小；且由于其板片可拆卸，易清洗。但其處理能力相對有限，適用溫度范圍也不如列管式等一些換熱器廣。知識點總結(jié)1.換熱器類型及特點：不同類型換熱器（如列管式、板式、套管式、螺旋板式、夾套式等）適用于不同工況，要掌握其結(jié)構(gòu)、優(yōu)缺點及適用范圍。例如列管式適用于高溫高壓大處理量；板式傳熱系數(shù)大但處理能力有限。2.傳熱原理及影響因素：傳熱系數(shù)受流體物性、流速、換熱器結(jié)構(gòu)、污垢等影響；平均溫差與流動方式有關(guān)，逆流平均溫差最大。熱負荷是單位時間傳遞的熱量，設(shè)計時需確定合適的傳熱面積。3.材料選擇：管束、殼體等部件的材料選擇要考慮強度、耐腐蝕性、導(dǎo)熱性等因素，如管束常用碳鋼、不銹鋼、銅合金；殼體常用碳鋼、不銹鋼。4.操作與維護：開車先通冷流體，停車先停熱流體；定期清洗除垢；監(jiān)