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化工原理—传热复习题

化工原理—传热复习题
化工原理—传热复习题

一、选择题

1、关于传热系数K,下述说法中错误的是()

A、传热过程中总传热系数K实际是个平均值;

B、总传热系数K随着所取的传热面不同而异;

C、总传热系数K可用来表示传热过程的强弱,与冷、热流体的物性无关;

D、要提高K值,应从降低最大热阻着手;

C

2、在确定换热介质的流程时,通常走管程的有(),走壳程的有()。

A、高压流体;

B、蒸汽;

C、易结垢的流体;

D、腐蚀性流体;

E、粘度大的流体;

F、被冷却的流体;

A、C、D;

B、E、F

3、影响对流传热系数的因素有( )。

A、产生对流的原因;

B、流体的流动状况;

C、流体的物性;

D、流体有无相变;

E、壁面的几何因素;

A、B、C、D、E

4、对下述几组换热介质,通常在列管式换热器中K值从大到小正确的排列顺序应是()。

A、②>④>③>①;

B、③>④>②>①;

C、③>②>①>④;

D、②>③>④>①;

冷流体热流体

①水气体

②水沸腾水蒸气冷凝

③水水

④水轻油

D

5、下述各种情况下对流传热系数由大到小的正确顺序应该是()。

A、③>④>①>②;

B、④>③>②>①;

C、③>④>②>①;

D、③>②>④>①;

①空气流速为30m/S时的a;②水的流速为1.5m/s时的a;

③蒸汽滴状冷凝时的a;④水沸腾时的a;

C

6、传热过程中当两侧流体的对流传热系数都较大时,影响传热过程的将是()。

A、管避热阻;

B、污垢热阻;

C、管内对流传热热阻;

D、管外对流传热热阻;

B

7、关于辐射传热,下述几种说法中错误的是()。

A、除真空和大多数固体外,热射线可完全透过;

B、热辐射和光辐射的本质完全相同,不同的仅仅是波长的范围;

C、热射线和可见光一样,都服从折射定律;

D、物体的温度不变,其发射的辐射能也不变;

A

8、冷热水通过间壁换热器换热,热水进口温度为90?C,出口温度为50?C,冷

水进口温度为15?C,出口温度为53?C,冷热水的流量相同,且假定冷热水的物性为相同,则热损失占传热量的()。

A、5%;

B、6%;

C、7%;

D、8%;

A

9、某套管换热器由?108×4mm和?55×2.5mm钢管组成,流体在环隙间流动,其当量直径为()mm。

A、53;

B、45;

C、50;

D、58;

B

10、对在蒸汽-空气间壁换热过程中,为强化传热,下列方案中()在工程上是可行的:

A、提高空气流速;

B、提高蒸汽流速;

C、采用过热蒸汽以提高蒸汽温度;

D、在蒸汽一侧管壁上加装翅片,增加冷凝面积并及时导走冷凝液

A

11、判断下面关于系统进行稳定传热时的说法哪一个是错误的,错误的是()

A、通过一定传热面的传热速率不随时间变化,为一定值;

B、系统中任一点的温度维持恒定;

C、总的传热速率等于通过垂直于热流方向的各层传热面的传热速率之和;

D、系统中任一传热面上的热通量在过程中不变;

C

12、在常压水蒸气冷凝加热空气,空气平均温度为20℃,则壁温约为()

A、20℃;

B、100℃;

C、60℃;

D、49.7℃。

B

13、为了减少室外设备的热损失,保温层外所包的一层金属皮应该是()

A、表面光滑,颜色较浅;

B、表面粗糙,颜色较深;

C、表面粗糙,颜色较浅;

D、表面光滑,颜色较深。

A

二、填空题

1、对流传热总是概括地着眼于壁面和流体主体之间的热传递,也就是将边界层的和边界层外的合并考虑,并命名为给热。

答案:热传导;对流传热

2、给热是以和的差作为传热推动力来考虑问题的。

答案:流体的平均温度;壁面温度

3、流体在垂直管内自上而下流动同时被加热时,其对流传热系数比用普通准数关联式计算的结果要。

答案:大

4、金属的导热系数大都随其纯度的增加而,随其温度的升高而。

答案:增大;减小

5、在工程计算中,对两侧温度分别为t1,t2的固体,通常采用平均导热系数进行热传导计算。平均导热系数的两种表示方法是或。

答案;;

6. 对流传热的热阻主要集中在,因此,是强化对流传热的重要途径。

答案:滞流内层;减薄湍流内层的厚度

7、在λ、μ、ρ、cp 这4个物性参数中,若值大,对流传热系数就增大;若值大,对流传热系数就减小。

答案: λ、ρ、cp ;μ

8、流体在圆形直管内作强制湍流流动,若传热推动力增大1倍,则对流传热速率增大倍。

答案:1

9、由核状沸腾转变为膜状沸腾时的温度差称为。这时单位时间、单位面积所传递的热量称为。

答案:临界温度差;临界热负荷

10、工业上常见的载热体加热剂有、、热水、联苯混合物,熔盐(KNO353%,NaNO240%, NaNO37%)等。

答案:饱和蒸汽;烟道气

11、工业上常见的载热体冷却剂有冷水、、等。

答案:空气;冷冻盐水

12、换热器在使用一段时间后,传热速率会下降很多,这往往是由于的缘故。

答案:传热管表面有污垢积存

13、根据冷热流体的接触情况,两种流体实现热交换的形式有、混合式换热和三种。

答案:间壁式换热、蓄热式换热

三、计算题

1、某燃烧炉的平壁由耐火砖、绝热砖和普通砖三种砌成,它们的导热系数分别为1.2W/(m·℃),0.16 W/(m·℃)和0.92 W/(m·℃),耐火砖和绝热转厚度都是0.5m,普通砖厚度为0.25m。已知炉内壁温为1000℃,外壁温度为55℃,设各层砖间接触良好,求每平方米炉壁散热速率。

2、在外径100mm的蒸汽管道外包绝热层。绝热层的导热系数为0.08 W/(m·℃),已知蒸汽管外壁150℃,要求绝热层外壁温度在50℃以下,且每米管长的热损失不应超过150W/m,试求绝热层厚度。

3、Φ38×2.5mm的钢管用作蒸汽管。为了减少热损失,在管外保温。第一层是50mm厚的氧化锌粉,其平均导热系数为0.07 W/(m·℃);第二层是10mm厚的石棉层,其平均导热系数为0.15 W/(m·℃)。若管内壁温度为180℃,石棉层外表面温度为35℃,试求每米管长的热损失及两保温层界面处的温度?

4、有一外径为150mm的钢管,为减少热损失,今在管外包以两层绝热层。已知两种绝热材料导热系数之比λ2/λ1=2,两层绝热层厚度相等皆为30mm。试问应把哪一种材料包在里层时管壁热损失小。设两种情况下两绝热层的总温差不变。

5、为保证原油管道的输送,在管外设置蒸汽夹。对一段管路来说,设原油的给热系数为420 W/(m·℃),水蒸气冷凝给热系数为104 W/(m·℃)。管子规格为φ35×2mm钢管。试分别计算Ki和K0,并计算各项热阻占总热阻的分率。

6、一套管换热器,用热柴油加热原油,热柴油与原油进口温度分别为155℃和20℃。已知逆流操作时,柴油出口温度50℃,原油出口60℃,若采用并流操作,两种油的流量、物性数据、初温和传热系数皆与逆流时相同,试问并流时柴油可冷却到多少温度?

t T t T t t C W T C W t C W T C W Q Q C W KS t KS Q C t C W C W t

C W T C W Q Q m pc c ph h pc c ph h c h ph h m m pc c ph h pc c ph h c

h ''2'2'2'2''2'20)

/(135ln /)](135[)20()155()1(862.14.56)30/95ln()3095()

2060()50150(则并流时:则逆流时:解:

---=?-=-?=?==∴?==-=?-=-?=?=

7、一套管换热器,冷、热流体的进口温度分别为55℃和115℃。并流操作时,冷、热流体的出口温度分别为75℃和95℃。试问逆流操作时,冷、热流体的出口温度分别为多少?假定流体物性数据与传热系数均为常量。

8、某平壁燃烧炉是由一层耐火砖与一层普通砖砌成,两层的厚度均为100mm ,其导热系数分别为0.9W/(m·℃)及0.7W/(m·℃)。待操作稳定后,测得炉膛的内表面温度为700℃,外表面温度为130℃。为了减少燃烧炉的热损失,在普通砖外表面增加一层厚度为40mm 、导热系数为0.06W/(m·℃)的保温材料。操作稳定后,又测得炉内表面温度为740℃,外表面温度为90℃。设两层砖的导热系数不变,试计算加保温层后炉壁的热损失比原来的减少百分之几?

C t C T t T t T T t T t t t t t T t T t t T t C W T C W C W KS t KS Q C

t C W C W C W C W t

C W T C W Q Q m pC C ph

h ph h m m pC C ph h pC C ph h pC C ph h c h 0'20'2'2'2'2'2'2'2'221'2

1'22'21'2'2'2'203.767.9355

115]2/)(30[55.01152/)(302/)(11555551155511555.041.3620/60ln /)2060(557595115==-=--+=--+=?+?=?∴?=?∴-=?-=?-=-∴-=-=∴?==-=?=∴-=-?=?=解得)()(逆流时:)()(则解:并流时:

化工原理传热习题及答案汇总

化工原理习题及答案 第五章传热 姓名____________班级____________学号_____________成绩______________ 一、填空题: 1.(6分)某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失,若容器外表温度为500℃, 而环境温度为20℃, 采用某隔热材料,其厚度为240mm,λ=0.57w.m.K,此时单位面积的热损失为_______。(注:大型容器可视为平壁) ***答案*** 1140w 2.(6分)某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失,若容器外表温度为500℃, 而环境温度为20℃, 采用某隔热材料,其厚度为120mm, λ=0.25w.m.K,此时单位面积的热损失为_______。(注:大型容器可视为平壁) ***答案*** 1000w 3.(6分)某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失,若容器外表温度为150℃, 而环境温度为20℃,要求每平方米热损失不大于500w, 采用某隔热材料,其导热系数λ=0.35w.m.K,则其厚度不低于_______。(注:大型容器可视为平壁) ***答案*** 91mm 4.(6分)某间壁换热器中,流体被加热时,圆形直管内湍流的传热系数表达式为___________________.当管内水的流速为0.5m.s,计算得到管壁对水的传热系数α=2.61(kw.m.K).若水的其它物性不变,仅改变水在管内的流速,当流速为0.8m.s,此时传热系数α=_____________. ***答案*** α=0.023(λ/d)Re Pr α=3.81(kw.m.K) 5.(6分)某间壁换热器中,流体被加热时,圆形管内湍流的传热系数表达式为_____________________.当管内水的流速为0.5m.s,计算得到管壁对水的传热系数α=2.61(kw.m.K).若水的其它物性不变,仅改变水在管内的流速,当流速为1.2m.s,此时传热系数α=________________. ***答案*** α=0.023(λ/d)Re Pr α=5.26(kw.m.K) 6.(3分)牛顿冷却定律的表达式为_________,给热系数(或对流传热系数)α的单位是_______。 ***答案*** q=αA△t w.m.K 7.(4分)某并流操作的间壁式换热器中,热流体的进出口温度为90℃和50℃,冷流体的进出口温度为30℃和40℃,此时传热平均温度差△t=_________. ***答案*** 27.9K 8.(4分)某并流操作的间壁式换热器中,热流体的进出口温度为90℃和50℃,冷流体的进出口温度为15℃和30℃,此时传热平均温度差△t=_________. ***答案*** 41.6K 9.(2分)热量传递的方式主要有三种:_____、_______、__________. ***答案*** 热传导热对流热辐射 10.(6分)圆筒壁总传热系数K与间壁两侧对流传热系数α.αλ的关系为_________.当间壁管规格为φ108×4mm,导热系数为45(w. m.K)时,管内外两侧给热系数分别为8000 (w.m.K)和1200(w.m.K)时,总传热系数K__________. ***答案*** 1/K=1/α+bd/λd+1d/αd 946(w.m.K) 11.(4分)某逆流操作的间壁式换热器中,热流体的进.出口温度为80℃和50℃,冷流体的

化工原理传热部分模拟试题及答案

化工原理传热部分模拟试题及答案 一填空 (1) 在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气,总传热系数K接近于空气侧的对流传热 系数,而壁温接近于饱和水蒸汽侧流体的温度值。 (2) 热传导的基本定律是傅立叶定厂。间壁换热器中总传热系数K的数值接近于热阻小 (大、小)一侧的:?值。间壁换热器管壁温度t w接近于:値大(大、小)一侧的流体温度。由 多层等厚平壁构成的导热壁面中,所用材料的导热系数愈小,则该壁面的热阻愈大(大、小),其两侧的温差愈大(大、小)。 (3) 由多层等厚平壁构成的导热壁面中,所用材料的导热系数愈大,则该壁面的热阻愈 小_,其两侧的温差愈小。 (4) 在无相变的对流传热过程中,热阻主要集中在滞离层内(或热边界层内) ________ ,减少热阻的最有效措施是提高流体湍动程度。 (5) 消除列管式换热器温差应力常用的方法有三种,即在壳体上加膨胀节、采用浮头式或U管式结构;翅片管换热器安装翅片的目的是增加面积,增强流体的湍动程 度以提高传热系数。 ⑹厚度不同的三种材料构成三层平壁,各层接触良好,已知b i>b2>b3,导热系数 在稳定传热过程中,各层的热阻R > R 2 > R 3,各层导热速率Q = Q 2 = Q 3。 (7) 物体辐射能力的大小与黑度成正比,还与温度的四次方成正比。 (8) 写出三种循环型蒸发器的名称中央循环管式、悬筐式、外加热式。 (9) 在大容积沸腾时液体沸腾曲线包括自然对流、泡核沸腾和膜状沸腾三个阶段。实际操作应控制在泡核沸腾。在这一阶段内,传热系数随着温度差的增 加而增加。 (10) 传热的基本方式有传导、对流和辐射三种。热传导的基本定律是一傅立叶定律- a 其表达式为___dQ= - ds 一 ___。 cn (11) 水在管内作湍流流动,若使流速提高到原来的2倍,则其对流传热系数约为原来的 1.74 倍;管径改为原来的1/2而流量相同,则其对流传热系数约为原来的 3.48倍。(设条件改变后仍在湍流范围) (12) 导热系数的单位为W/ ( m「C) _____ ,对流传热系数的单位为W/ ( m「C) ,总传热系数的单位为w/ ( m?C)___________ 。 二、选择 1已知当温度为T时,耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力,则铝的黑度—D—耐火砖 的黑度。 A 大于 B 等于C不能确定 D 小于 2某一套管换热器,管间用饱和水蒸气加热管内空气(空气在管内作湍流流动),使空气温 度由20C升至80C,现需空气流量增加为原来的2倍,若要保持空气进出口温度不变,则 此时的传热温差应为原来的A倍。 A 1.149 B 1.74 C 2 D 不定 3 一定流量的液体在一25 x 2.5mm的直管内作湍流流动,其对流传热系数:i=1000W/m i - C;如流量与物性都不变,改用一19x 2mm的直管,则其:?将变为 D 。 A 1259 B 1496 C 1585 D 1678 4对流传热系数关联式中普兰特准数是表示_C ____ 的准数。

化工原理传热题库

第四章《传热》练习题 一、选择题 1、关于传热系数K,下述说法中错误的是() A、传热过程中总传热系数K实际是个平均值; B、总传热系数K随着所取的传热面不同而异; C、总传热系数K可用来表示传热过程的强弱,与冷、热流体的物性无关; D、要提高K值,应从降低最大热阻着手; 答案:C 2、揭示了物体辐射能力与吸收率之间关系的定律是()。 A、斯蒂芬-波尔兹曼定律;C、折射定律; B、克希霍夫定律;D、普郎克定律; 答案:B 3、在确定换热介质的流程时,通常走管程的有(),走壳程的有()。 A、高压流体; B、蒸汽; C、易结垢的流体; D、腐蚀性流体; E、粘度大的流体; F、被冷却的流体; 答案:A、C、D;B、E、F 4、影响对流传热系数的因素有( )。 A、产生对流的原因; B、流体的流动状况; C、流体的物性; D、流体有无相变; E、壁面的几何因素; 答案:A、B、C、D、E 5、某套管换热器,管间用饱和水蒸气将湍流流动的空气加热至指定温度,若需进一步提高空气出口温度,拟将加热管管径 增加一倍(管长、流动状态及其他条件均不变),你认为此措施是( )。 A、不可行的; B、可行的; C、可能行,也可能不行; D、视具体情况而定; 答案:A 解:原因是:流量不变 2 d u=常数 当管径增大时,a. 2 / u l d ∝ , 0.80.2 1.8 /1/ u d d α∝=

b. d 增大时,α增大,d α∝ 综合以上结果, 1.81/A d α∝,管径增加,A α下降 根据 ()21p mc t t KA -=m Δt 对于该系统K α≈∴2112ln m t t KA t A T t T t α-?≈-- 即 121ln p mc A T t T t α=-- ∵A α↓ 则 12ln T t T t -↓-∴2t ↓ ? 本题在于灵活应用管强制湍流表面传热系数经验关联式:0.80.023Re Pr n u N =,即物性一定时,0.80.2/u d α∝。 根据连续性方程,流量不变时,24V d u π ==常数,所以管径变化,管流速也发生变化。管间用饱和水蒸气加热,热阻小, 可以忽略不计,总热阻近似等于管传热热阻,即K α≈ 6、对下述几组换热介质,通常在列管式换热器中K 值从大到小正确的排列顺序应是( )。 A 、②>④>③>①; B 、③>④>②>①; C 、③>②>①>④; D 、②>③>④>①; 冷流体 热流体 ① 水 气 体 ②水沸腾 水蒸气冷凝 ③ 水 水 ④ 水 轻油 答案:D 7、为了在某固定空间造成充分的自然对流,有下面两种说法: ①加热器应置于该空间的上部;②冷凝器应置于该空间的下部; 正确的结论应该是( )。 A 、这两种说法都对; C 、第一种说法对,第二种说法错; B 、这两种说法都不对; D 、第二种说法对,第一种说法错; 答案:B

化工原理--传热习题及答案

传热习题及答案 一、选择题: 1、关于传热系数K 下述说法中错误的是( )C A 、传热过程中总传热系数K 实际是个平均值; B 、总传热系数K 随着所取的传热面不同而异; C 、总传热系数K 可用来表示传热过程的强弱,与冷、热流体 的物性无关; D 、要提高K 值,应从降低最大热阻着手; 2、在确定换热介质的流程时,通常走管程的有( ),走壳程 的有( )。A、C、D;B、E、F A、高压流体; B、蒸汽; C、易结垢的流 体; D、腐蚀性流体; E、粘度大的流体; F、被冷却的流 体; 3、影响对流传热系数的因素有( )。A 、B 、C 、D 、E A 、产生对流的原因; B 、流体的流动状况; C 、流体的物性; D 、 流体有无相变;E 、壁面的几何因素; 4、某套管换热器,管间用饱和水蒸气将湍流流动的空气加热 至指定温度,若需进一步提高空气出口温度,拟将加热管管径 增加一倍(管长、流动状态及其他条件均不变),你认为此措 施是:A A 、不可行的; B 、可行的; C 、可能行,也可能不行; D 、视具 体情况而定; 解:原因是:流量不变 2d u =常数 当管径增大时,a. 2/u l d ∝,0.80.2 1.8/1/u d d α∝= b. d 增大时,α增大,d α∝ 综合以上结果, 1.81/A d α∝,管径增加,A α下降 根据()21p mc t t KA -=m Δt 对于该系统K α≈∴ 21 12ln m t t KA t A T t T t α-?≈-- 即 12 1 ln p mc A T t T t α=-- ∵A α↓ 则12ln T t T t -↓-∴2t ↓

化工原理传热练习题(DOC)

传热 概念: 1、传热的三种基本方式 2、如何测定及如何提高对流传热的总传热系数K 4、如何强化传热 计算公式 (1)热量衡算(有相变、无相变)K的计算、平均温度差、总传热速率方程、传热面积的计算(判别是否合用)(例4-8) (2)流体在圆形管内作强制湍流流动时α计算式(公式、条件),粘度μ对α的影响。(3)实验测K (例4-9) (4)换热器操作型问题(求流体出口温度,例4-10) 二实验题(10) 1.利用过热蒸汽进行传热实验的过程中,若运行一段时间后,传热膜系数下降,可能的原因是什么?如何解决? 2.蒸汽冷凝传热时,为什么要排放不凝性气体?内管壁温接近于哪一侧流体的温度? 3.为了提高换热器的总传热系数K,应提高空气侧,还是水侧的 和S?为什么? 换热器中冷热流体的流动方向有几种,当选择流向时应如何考虑? 4.阐述液体沸腾曲线的基本形状,一般沸腾应处于什么状态才能达到较好的换热效果? 1、(4分)换热器中冷热流体的流动方向有:逆流,并流,折流和错流。(1分) 当采用逆流时,在传热量和总换热系数一定的情况下,换热器的传热面积较小,另外,采用逆流还可以节省加热介质或冷却介质的用量。通常,换热器尽可能采用逆流操作。(1分)当某些特殊工艺要求时,对流体的温度有所限制,如冷流体被加热时不能超过某一温度,或热流体被冷却时不能低于某一温度时,可采用并流。(1分)采用折流或错流时,主要是为了满足换热器的结构要求,或提高总传热系数。(1分) 2、(6分)液体沸腾曲线主要包括自然对流、泡状沸腾和膜状沸腾。(3分) 一般沸腾应处于泡状沸腾状态才能达到较好的效果,此时传热系数和热通量都较大。 (3分)5.灰体的定义及特点 6、设计一套实验装置要求既可以测量总传热系数,又可同时测量对流传热系数,标注仪表、 仪器名称。并简要说明试验步骤,需要测量那些参数。? 三计算题(60分) 3 (20分)在一列管式换热器内用水冷却苯。苯走管程,流量为 1.5kg/s,由80o C 被冷却至30o C。冷却水在壳程内呈湍流流动,且与苯逆流流动,其进口温

化工原理计算题例题

三 计算题 1 (15分)在如图所示的输水系统中,已知 管路总长度(包括所有当量长度,下同)为 100m ,其中压力表之后的管路长度为80m , 管路摩擦系数为0.03,管路内径为0.05m , 水的密度为1000Kg/m 3,泵的效率为0.85, 输水量为15m 3/h 。求: (1)整个管路的阻力损失,J/Kg ; (2)泵轴功率,Kw ; (3)压力表的读数,Pa 。 解:(1)整个管路的阻力损失,J/kg ; 由题意知, s m A V u s /12.2) 4 05.03600(15 2 =??==π 则kg J u d l h f /1.1352 12.205.010003.022 2=??=??=∑λ (2)泵轴功率,kw ; 在贮槽液面0-0′与高位槽液面1-1′间列柏努利方程,以贮槽液面为基准水平面,有: ∑-+++=+++10,1 21020022f e h p u gH W p u gH ρ ρ 其中, ∑=kg J h f /1.135, u 0= u 1=0, p 1= p 0=0(表压), H 0=0, H=20m 代入方程得: kg J h gH W f e /3.3311.1352081.9=+?=+=∑ 又 s kg V W s s /17.410003600 15 =?= =ρ 故 w W W N e s e 5.1381=?=, η=80%, kw w N N e 727.11727===η 2 (15分)如图所示,用泵将水从贮槽送至敞口高位槽,两槽液面均恒定 不变,输送管路尺寸为φ83×3.5mm ,泵的进出口管道上分别安装有真空表和压力表,真空表安装位置离贮槽的水面高度H 1为4.8m ,压力表安装位置离贮槽的水面高度H 2为5m 。当输水量为36m 3/h 时,进水管道全部阻力损失为1.96J/kg ,出水管道全部阻力损失为4.9J/kg ,压力表读数为2.452×

化工原理传热复习题

传热复习题1 (1)保温瓶在设计和使用过程中采取了哪些防止热损失的措施? 答:首先,保温瓶瓶胆设计成玻璃夹层结构。夹层因空气被抽出接近真空,可防止对流散热损失。其次,瓶胆夹层内两表面均镀有银、铝等低黑度涂层,增加了辐射传热热阻大幅度降低了辐射散热量。举例说,如夹层内壁温度为98οC ,外壁温度为28ο C ,黑度为0.95的玻璃表面镀上黑度为0.02的银层后,其辐射散热量可由原来的5502m W 降至6.152m W 。第三,在使用保温瓶时,瓶盖选用导热系数很小的软木制作, 大,在数值上常视为相等,但就其本质讲,含义是完全不同的。 (4)何谓换热器的控制热阻? 答:换热器的总热阻1/K 主要取决于冷、热流体的对流传热热阻,当然也和管壁的热阻及污垢热阻有关,即, λ ααb K i ∑++=0111 若忽略管壁及污垢热阻,则有 1 11αα+≈i K

如果i α和0α相接近,也就是两种流体的传热阻力差不多时,在谋求强化传热过程中,一般要考虑把 i α、0α都增大。但往往有这种情况,两者的α 值相差很大,例如i α>>0α,则 1 1 αα<< i 。 这时 11α≈K K ≈0α 即总传热系数K 值接近对流传热系数小的一侧流体的α 值,在本例条件下总热阻完全被管外的对流传热热阻所控制。1/0α被称为控制热阻。 答:不正确。 冷却介质的出口温度越高,其用量越小,回收热能的品位也越高,动力消耗也随之减小。但出口温度升高的结果,导致传热推动力即对数平均温差降低,所需传热面积增大,设备费用增大。因此必须从综合角度考虑,全面加以权衡,确定一个适宜的出口温度。 对于常用的冷却介质工业水,出口温度不宜过高。还因为工业水中含有许多盐类。如CaCO 3、 MgCO 3、CaS04、、MgSO 4等。若出口温度过高,上述盐类就会因溶解度减小而析出,附在器壁表面上形成热阻很大的垢层,使传热过程恶化。尽管可以采取在冷却水中添加阻垢剂等化学方法,但至少从目前看,效果很有限。所以无节制了提高冷却介质出口温度的方法是行不通的。设计时常取冷却水进、出口的温度差为5-10℃ 四`选择题

化工原理课后习题答案第4章传热习题解答

化工原理课后习题答案第4章传热习题解答

习 题 1. 如附图所示。某工业炉的炉壁由耐火砖λ1=1.3W/(m·K )、绝热层λ2=0.18W/(m·K )及普通砖λ3=0.93W/(m·K )三层组成。炉膛壁内壁温度1100o C ,普通砖层厚12cm ,其外表面温度为50 o C 。通过炉壁的热损失为1200W/m 2,绝热材料的耐热温度为900 o C 。求耐火砖层的最小厚度及此时绝热层厚度。 设各层间接触良好,接触热阻可以忽略。 已知:λ1=1.3W/m·K ,λ2=0.18W/m·K , λ3=0.93W/m·K ,T 1=1100 o C ,T 2=900 o C ,T 4=50o C ,3 δ=12cm ,q = 1200W/m 2,Rc =0 求: 1 δ=?2 δ=? 解: ∵δλT q ?= ∴1 δ=m q T T 22.01200 900 11003.12 1 1 =-? =- λ 又∵3 3 224 23 4 33 2 3 22 λδλδδλδλ+-= -=-=T T T T T T q ∴W K m q T T /579.093 .012 .0120050900233422 2?=--=--= λδλ δ 得:∴m 10.018.0579.0579.022 =?==λδ

习 题1附图 习题2附图 2. 如附图所示。为测量炉壁内壁的温度,在炉外壁及距外壁1/3厚度处设置热电偶,测得t 2=300 o C ,t 3=50 o C 。求内壁温度t 1。设炉壁由单层均质材料组成。 已知:T 2=300o C ,T 3=50o C 求: T 1=? 解: ∵δ λ δλ3 13 2 3 T T T T q -=-= ∴T 1-T 3=3(T 2-T 3) T 1=2(T 2-T 3)+T 3=3×(300-50)+50=800 o C

传热练习题2_化工原理

传热 一、填空 1、蒸汽冷凝放热时,要经常注意排放(),这是因为()。 2、某物体(可近似为灰体),在20℃时,其黒度为ε=0.8,则其辐射能力的大小为 (),其吸收率为()。 3、管内对流传热,流体内温度梯度最大是在(),原因是()。 4、膜系数α越(),液体核状沸腾时,△t越大,α越()。 5、在一列管换热器中用壳程的饱和蒸汽加热管程的液体(无相变),若饱和蒸汽侧的饱和蒸汽压力增大,而液体的流量和进口温度不变,则液体出口温度(),蒸汽侧的对流传热系数()。 6、某换热器中用饱和水蒸汽加热有机溶液,现发现溶液的出口温度比原来低,检查溶液的初温和流量均无变化,请列举二个可以导致上述现象的原因:①()②() 7、常见的列管换热器折流板型式有(),()。 在列管式换热器的壳程中设置折流板的优点是(),缺点是()。 8、随着温度的增加,空气的黏度(),空气的导热系数()。 9、某一段流体流过一段直管后,在流入同一内径的弯管段,则弯管段的传热系数比直管段传热系数(),因为()。 10、角系数取决于换热物体的(),()和(),而与()和()无关。 11、基尔霍夫定律的表达式为(),该定律的前提假设条件是()。 12、在空气—水换热的换热器中,为强化传热可能采取的措施有哪些(), 传热壁面的温度接近于()的温度。 13、列管换热器中,若冷热两种流体的温度差相差较大,则换热器在结构上常采用()办法,常用的结构形式有()。 14、化工生产中常以水蒸汽作为一种加热介质,其优点是()。水蒸汽冷凝时应及时排除不凝性气体,其原因是()。 15、大容积中的饱和沸腾传热可分为(),()和(),而在工业生产中常在()阶段操作。 16、一回收烟道气热量的废热锅炉,在流程安排上,烟道气(入口温度为60℃)应走(),水(入口温度为90℃)应走(),主要是为避免()。 17、三层圆筒壁热传导过程,最外层的导热系数小于第二层的导热系数,两层厚度相同,在其它条件不变时,若将第二层和第三层的材质互换,则导热量变(),第二层与第三层的界面温度变()。 18、在垂直冷凝器中,蒸汽在管内冷凝,若降低冷却水的温度,冷却水的流量不变,则冷凝传热系数(),冷凝传热量()。 19、在管壳式换热器中热流体与冷流体进行换热,若将壳程由单程改为双程,则传热温度差()。 20、在高温炉外设置隔热挡板,挡板材料黑度愈低,热损失愈()。 21、写出两种带有热补偿的列管换热器名称①(),②()。 22、斯蒂芬—波尔茨曼定律的数学表达式为(),它表示( )。 23、327℃的黑体辐射能力为27℃黑体辐射能力的()倍。 24、若换热器中流体温度变化较大,总传热系数随温度变化大时,传热面积可采用( )求之。 25、沸腾传热设备壁面越粗糙,气化核心越(),沸腾传热系数越(

化工原理传热复习题

传热复习题1 (1)保温瓶在设计和使用过程中采取了哪些防止热损失的措施 答:首先,保温瓶瓶胆设计成玻璃夹层结构。夹层因空气被抽出接近真空,可防止对流散热损失。其次,瓶胆夹层内两表面均镀有银、铝等低黑度涂层,增加了辐射传热热阻大幅度降低了辐射散热量。举例说,如夹层内壁温度为98 C ,外壁温度为28 C ,黑度为的玻璃表面镀上黑度为的银层后,其辐射散热量可由原来的5502 m W 降至2 m W 。第三,在使用保 温瓶时,瓶盖选用导热系数很小的软木制作,而且在灌水时还要在瓶颈处留出一段空气的导热系数比水在小得多,从而有效地降低了瓶口的导热热损失。 (2)计算蒸气在水平管外冷凝的凯恩(Kern )公式为:=a (t d r g ??????023μρλ)。试 定性说明各种因素对冷凝给热系数a 的影响。 答:应当指出,冷凝给热的热阻是凝液造成的,因此式中各物性常数都是凝液的物性,而非蒸气的物性。 当λ大时,液膜导热性能良好,a 自然就大;ρ大,液膜容易从壁面上往下滑,同样使a 增大,潜热r 大,a 也大。相反,若蒸气温度和壁温之间的温差t ?大,则意味着单位时间内凝液量增多,凝液膜增厚,这反而不利于传热,因此a 会变小;当粘度μ增大时,因流动阻力增大,液膜增厚,a 必然减小;至于水平管的直径d 0 大了,会使管子下部液膜加厚, 同样不利于传热, a 也要变小。

将上面定性分析结果与凯恩公式对照后可以发现:二者是完全一致的. (3)换热器的热负荷与传热速率有何不同 答:冷、热流体在单位时间内在换器中所交换的热量,称为换热器的热负荷.它是针对换热任务的需要提出的,是生产上要求换热器应具有的换热能力,热负荷可根据生产中物流量、进出口温度及状态变化求化求出。 而传热速率则是指换热器本身在一定操作条件下所具有的传递热量的能力,是换热器本身的特性,二者是不相同的。 容易混淆的是,实际生产中设计或标定换热器时,常把传热速率与热负荷视为相等,一般都是通过热负荷的计算,求得换热器应具有的传热速率,再依据传热基本方程求出所需换热器的传热面积,尽管二者在数值上常视为相等,但就其本质讲,含义是完全不同的。 (4)何谓换热器的控制热阻 答:换热器的总热阻1/K 主要取决于冷、热流体的对流传热热阻,当然也 和管壁的热阻及污垢热阻有关,即, λααb K i ∑ ++=0 111 若忽略管壁及污垢热阻,则有 1 11αα+≈i K 如果i α和0α相接近,也就是两种流体的传热阻力差不多时,在谋求强化传热过程中,一般要考虑把i α、0α都增大。但往往有这种情况,两者

化工原理—传热复习题

一、选择题 1、关于传热系数K,下述说法中错误的是() A、传热过程中总传热系数K实际是个平均值; B、总传热系数K随着所取的传热面不同而异; C、总传热系数K可用来表示传热过程的强弱,与冷、热流体的物性无关; D、要提高K值,应从降低最大热阻着手; C 2、在确定换热介质的流程时,通常走管程的有(),走壳程的有()。 A、高压流体; B、蒸汽; C、易结垢的流体; D、腐蚀性流体; E、粘度大的流体; F、被冷却的流体; A、C、D; B、E、F 3、影响对流传热系数的因素有( )。 A、产生对流的原因; B、流体的流动状况; C、流体的物性; D、流体有无相变; E、壁面的几何因素; A、B、C、D、E 4、对下述几组换热介质,通常在列管式换热器中K值从大到小正确的排列顺序应是()。 A、②>④>③>①; B、③>④>②>①; C、③>②>①>④; D、②>③>④>①; 冷流体热流体 ①水气体 ②水沸腾水蒸气冷凝 ③水水 ④水轻油 D 5、下述各种情况下对流传热系数由大到小的正确顺序应该是()。 A、③>④>①>②; B、④>③>②>①; C、③>④>②>①; D、③>②>④>①; ①空气流速为30m/S时的a;②水的流速为1.5m/s时的a; ③蒸汽滴状冷凝时的a;④水沸腾时的a; C 6、传热过程中当两侧流体的对流传热系数都较大时,影响传热过程的将是()。 A、管避热阻; B、污垢热阻; C、管内对流传热热阻; D、管外对流传热热阻; B 7、关于辐射传热,下述几种说法中错误的是()。 A、除真空和大多数固体外,热射线可完全透过; B、热辐射和光辐射的本质完全相同,不同的仅仅是波长的范围; C、热射线和可见光一样,都服从折射定律; D、物体的温度不变,其发射的辐射能也不变; A 8、冷热水通过间壁换热器换热,热水进口温度为90?C,出口温度为50?C,冷

化工原理课件传热习题201111

第四章 传热 一、填空题: 1、在包有二层相同厚度保温材料的园形管道上,应该将 材料包在内层,其原因是 , 导热系数小的 减少热损失 降低壁面温度 2、厚度不同的三种平壁,各层接触良好,已知 321b b b >>;导热系数321λλλ<<。在稳定传热过程中, 各层的热阻R 1 R 2 R 3 各层的导热速率Q 1 Q 2 Q 3 在压强恒定的条件下,空气的粘度随温度降低而—————————— 。 解①R 1>R 2>R 3 , Q 1=Q 2=Q 3 ②降低 3、 ①物体辐射能力的大小与 成正比,还与 成正比。 ②流体沸腾根据温度差大小可分为 、 、 、三个阶段,操作应控制在 。 因为 4 0100? ?? ??==T c E E b εε ∴E ∝T 4 ,E ∝ε ②自然对流 泡状沸腾 膜状沸腾 泡状沸腾段 4、 ①列管式换热器的壳程内设置折流的作用在于 ,折流挡板的形状有 等。 ②多层壁稳定导热中,若某层的热阻最大,则该层两侧的温差 ;若某层的平均导热面积最大,则通过该层的热流密度 。 解①提高壳程流体的流速,使壳程对流传热系数提高 , 园缺形(弓形),园盘和环形②最大 , 最小 5、 ①在确定列管换热器冷热流体的流径时,一般来说,蒸汽走管 ;易结垢的流体走管 ;高压流体走管 ;有腐蚀性液体走管 ;粘度大或流量小的流体走管 。 ①外, 内 ,内 , 内 , 外 6、①在一卧式加热器中,利用水蒸汽冷凝来加热某种液体,应让加热蒸汽在 程流动,加热器顶部设置排气阀是为了 。 ②列管换热器的管程设计成多程是为了 ;在壳程设置折流挡板是为了 ; 解 ①壳程 , 排放不凝气,防止壳程α值大辐度下降 ②提高管程值 α , 提高壳程值α 7、①间壁换热器管壁 w t 接近α 侧的流体温度;总传热系数K 的数值接近 一侧的α值。 ②对于间壁式换热器: m t KA t t Cp m T T Cp m ?=-=-)()(122' 2211'1等式成立的条件 是 、 、 。 解①大 , 热阻大 ②稳定传热 , 无热损失 , 无相变化 8、①列管换热器,在壳程设置折流挡板的目的是 。 ②等温面不会相交,因为 。 解①增大壳程流体的湍动程度,强化对流传热,提高α值,支承管子 ②一个点不可能具有两个不同的温度 9、①由多层等厚度平壁构成的导热壁面中,所用材料的导热系数愈大,则该壁面的热阻就愈 ,其两侧的温度差愈 。 ②为了减小高温发热体辐射热的散失,可采用在发热体之外设置 的措施。

化工原理传热试题

一填空 (1) 在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气,总传热系数K接近于侧的对流传热系数,而壁温接近于侧流体的温度值。 (2) 热传导的基本定律是。间壁换热器中总传热系数K的数值接近于热阻(大、小)一侧的α值。间壁换热器管壁温度t W接近于α值(大、小)一侧的流体温度。由多层等厚平壁构成的导热壁面中,所用材料的导热系数愈小,则该壁面的热阻愈(大、小),其两侧的温差愈(大、小)。 (3)由多层等厚平壁构成的导热壁面中,所用材料的导热系数愈大,则该壁面的热阻愈,其两侧的温差愈。 (4)在无相变的对流传热过程中,热阻主要集中在,减少热阻的最有效措施是。 (5) 消除列管式换热器温差应力常用的方法有三种,即在壳体上加、或;翅片管换热器安装翅片的目的是。 (6) 厚度不同的三种材料构成三层平壁,各层接触良好,已知b1>b2>b3,导热系数λ1<λ2<λ3,在稳定传热过程中,各层的热阻,各层导热速率。 (7) 物体辐射能力的大小与成正比,还与成正比。 (8) 写出三种循环型蒸发器的名称、、。 (9) 在大容积沸腾时液体沸腾曲线包括、和三个阶段。实际操作应控制在。在这一阶段内,传热系数随着温度差的增加而。 (10) 传热的基本方式有、和三种。热传导的基本定律是其表达式为??????。 (11) 水在管内作湍流流动,若使流速提高到原来的2倍,则其对流传热系数约为原来的____倍;管径改为原来的1/2而流量相同,则其对流传热系数约为原来的倍。(设条件改变后仍在湍流范围) (12) 导热系数的单位为,对流传热系数的单位为,总传热系数的单位为。 二、选择 1 已知当温度为T时,耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力,则铝的黑度__耐火砖的黑度。 A 大于 B 等于 C 不能确定 D 小于 2 某一套管换热器,管间用饱和水蒸气加热管内空气(空气在管内作湍流流动),使空气温度由20℃升至80℃,现需空气流量增加为原来的2倍,若要保持空气进出口温度不变,则此时的传热温差应为原来的倍。 A 1.149 B 1.74 C 2 D 不定 3 一定流量的液体在一φ25×2.5mm的直管内作湍流流动,其对流传热系数αi=1000W/m2·℃;如流量与物性都不变,改用一φ19×2mm的直管,则其α将变为。 A 1259 B 1496 C 1585 D 1678 4 对流传热系数关联式中普兰特准数是表示的准数。 A 对流传热 B 流动状态 C 物性影响 D 自然对流影响 5 在蒸气—空气间壁换热过程中,为强化传热,下列方案中的______在工程上可行。 A 提高蒸气流速 B 提高空气流速 C 采用过热蒸气以提高蒸气温度 D 在蒸气一侧管壁加装翅片,增加冷凝面积

化工原理习题第二部分热量传递答案

化工原理习题第二部分热量传递 一、填空题: 1.某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失,若容器外表温度为500℃, 而环境温度为20℃, 采用某隔热材料,其厚度为240mm,λ=0.57w/m.K,此时单位面积的热损失为____ 1140w ___。(注:大型容器可视为平壁) 2.牛顿冷却定律的表达式为____ q=αA△t _____,给热系数(或对流传热系数)α的单位是__ w/m2.K _____。 3.某并流操作的间壁式换热器中,热流体的进出口温度为90℃和50℃,冷流体的进出口温度为30℃和40℃,此时传热平均温度差△t=____27.9K _____。 3. 某并流操作的间壁式换热器中,热流体的进出口温度为90℃和50℃,冷流体的进出口温度为15℃和30℃,此时传热平均温度差△t=____ 41.6K _____。 4.热量传递的方式主要有三种:__ 热传导___、___热对流 ____、热辐射。 5.对流传热中的努塞特准数式是__Nu=αl/λ____, 它反映了对流传热过程几何尺寸对α的影响。 6.稳定热传导是指传热系统中各点的温度仅随位置变不随时间而改变。 7.两流体的间壁换热过程中,计算式Q=α.A.△t,A表示为α一侧的换热壁面面积_______。 8.在两流体通过圆筒间壁换热过程中,计算式Q=K.A.△t中,A表示为____________ A 泛指传热面, 与K 相对应________。 9.两流体进行传热,冷流体从10℃升到30℃,热流体从80℃降到60℃,当它们逆流流动时, 平均传热温差△tm=_____ 50℃_______,当并流时,△tm=___ 47.2℃______。 10.冷、热气体在间壁换热器中换热,热气体进口温度T=400℃,出口温度T 为200℃,冷气体进口温度t=50℃,两股气体的质量流量相同,物性数据可视为相同,若不计热损失时,冷气体出口温度为_250__℃;若热损失为5%时,冷气体出口温度为__240℃_。 11.一列管换热器,列管规格为φ38×3, 管长4m,管数127根,则外表面积F=__F1=127×4π×0.038=60.6m2,而以内表面积计的传热面积F____ F2=127×4π×0.032=51.1m2__________。

化工原理传热试题

齐河职业中专2015—2016年第一学期月考考试 技能试题 本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分200分,考试时间120分钟。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。 卷一(选择题,共100分) 一、选择题(本大题40个小题,每小题2分,共80分。在每小题列出的四个选项中,只有一项符合题目要求,请将符合题目要求的选项字母代号选出) 1.甲烷在320K和0.5MPa时的密度是() A.3.0kg/m3 B.3000kg/m3 C.0.03kg/m3 D.0.003kg/m3 2.已知某油品在圆管中稳定的流动,其Re=500,已测得管中心处的点流速为0.5m/s,则此管截面上的平均流速为()m/s A.0.1 B.0.15 C.0.25 D.0.4 3.当流体在管内稳定流动时,其他条件保持不变,管径为原来的2倍,则其相应的雷诺准数为原来的()倍 A.2 B.1 C.1/2 D.4 4.离心泵开车时,为了减小启动功率,应将() A.出口阀关小B.出口阀开大C.入口阀关闭D.出口阀关闭 5. 层流与湍流的区别是() A、湍流的流速大于层流流速 B、流道截面积大的为湍流,小的为层流 C、层流无径向脉动,湍流有径向脉动 D、层流的雷诺准数小于湍流的雷诺准数 6.运动粘度v=μ/ρ,其单位为() A.Pa.s B.Pa/s C.m2/s D.m2.s 7.水在管道中稳定流动时任意截面上流量qm1、qm2关系为() A.qm1=qm2 B.qm1>qm2 C.qm1

完整版化工原理试题库答案2

、选择题 1 ?当流体在密闭管路中稳定流动时,通过管路任意两截面不变的物理量是( A ) A. 质量流量 B.体积流量 2. 孔板流量计是(C )。 A. 变压差流量计,垂直安装。 C.变压差流量计,水平安装。 3. 下列几种流体输送机械中,宜采 用改变出口阀门的开度调节流量的是( C ) A .齿轮泵 B.旋涡泵 C.离心泵 D.往复泵 4. 下列操作中,容易使离心泵产生气蚀现象的是( B )o A .增加离心泵的排液高度。 B.增加离心泵的吸液高度。 C.启动前,泵内没有充满被输送的液体。 D.启动前,没有关闭岀口阀门。 5?水在规格为 ①38 x 2.5mm 勺圆管中以0.1m/s 的流速流动,已知水的粘度为 1mPa-s 则其流动的型态为 (C )o A. 层流 B.湍流 C.可能是层流也可能是湍流 D.既 不是层流也不是湍流 6?下列流体所具有的能量中,不属于流体流动的机械能的是( D )o A. 位能 B.动能 C.静压能 D.热能 7?在相同进、出口温度条件下,换热器采用( A )操作,其对数平均温度差最大。 A. 逆流 B.并流 C.错流 D.折流 &当离心泵输送液体密度增加时,离心泵的( C )也增大。 A .流量 B.扬程 C.轴功率 D.效率 9?下列换热器中,需要热补偿装置的是( A )o A ?固定板式换热器 B.浮头式换热器 C.U 型管换热器 D.填料函式换热器 10. 流体将热量传递给固体壁面或者由壁面将热量传递给流体的过程称为( D ) A. 热传导 B.对流 C.热辐射 D.对流传热 11. 流体在管内呈湍流流动时 _____ B ____ o A. R e > 2000 B. Re>4000 C. 2000

新版化工原理习题答案(05)第五章 传热过程基础

第五章 传热过程基础 1.用平板法测定固体的导热系数,在平板一侧用电热器加热,另一侧用冷却器冷却,同时在板两侧用热电偶测量其表面温度,若所测固体的表面积为0.02 m 2,厚度为0.02 m ,实验测得电流表读数为0.5 A ,伏特表读数为100 V ,两侧表面温度分别为200 ℃和50 ℃,试求该材料的导热系数。 解:传热达稳态后电热器的加热速率应与固体的散热(导热)速率相等,即 L t t S Q 2 1-=λ 式中 W 50W 1005.0=?==IV Q m 02.0C 50C 200m 02.0212=?=?==L t t S ,,, 将上述数据代入,可得 ()() )()C m W 333.0C m W 5020002.002 .05021??=??-??=-= t t S QL λ 2.某平壁燃烧炉由一层400 mm 厚的耐火砖和一层200 mm 厚的绝缘砖砌成,操作稳定后,测得炉的内表面温度为1500 ℃,外表面温度为100 ℃,试求导热的热通量及两砖间的界面温度。设两砖接触良好,已知耐火砖的导热系数为10.80.0006t λ=+,绝缘砖的导热系数为 20.30.0003t λ=+,W /(m C)??。两式中的t 可分别取为各层材料的平均温度。 解:此为两层平壁的热传导问题,稳态导热时,通过各层平壁截面的传热速率相等,即 Q Q Q ==21 (5-32) 或 2 32212 11b t t S b t t S Q -=-=λλ (5-32a ) 式中 115000.80.00060.80.0006 1.250.00032t t t λ+=+=+?=+ 21000.30.00030.30.00030.3150.000152 t t t λ+=+=+?=+ 代入λ1、λ2得 2.0100)00015.0315.0(4.01500)000 3.025.1(-+=-+t t t t 解之得 C 9772?==t t ()()()C m W 543.1C m W 9770003.025.10003.025.11??=???+=+=t λ 则 () 221 11 m W 2017m W 4 .0977 1500543.1=-? =-=b t t S Q λ 3.外径为159 mm 的钢管,其外依次包扎A 、B 两层保温材料,A 层保温材料的厚度为50 mm ,导热系数为0.1 W /(m·℃),B 层保温材料的厚度为100 mm ,导热系数为1.0 W /(m·℃),

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