化工原理第三版?zhèn)鳠崃?xí)題

1、傳熱一、填空(1)在傳熱實(shí)驗(yàn)中用飽和水蒸汽加熱空氣,總傳熱系數(shù)K接近于 側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù),而壁溫接近于 側(cè)流體的溫度值.(2)熱傳導(dǎo)的根本定律是.間壁換熱器中總傳熱系數(shù) K的數(shù)值接近于熱阻 (大、小)一側(cè)的酒.間壁換熱器管壁溫度t核近于仁(大、小)一側(cè)的流體 溫度.由多層等厚平壁構(gòu)成的導(dǎo)熱壁面中,所用材料的導(dǎo)熱系數(shù)愈小,那么該壁面的 熱阻愈 (大、小),其兩側(cè)的溫差愈(大、小).(3)由多層等厚平壁構(gòu)成的導(dǎo)熱壁面中,所用材料的導(dǎo)熱系數(shù)愈大,那么該壁面的 熱阻愈,其兩側(cè)的溫差愈 .在無(wú)相變的對(duì)流傳熱過(guò)程中,熱阻主要集中在 ,減少熱阻的最有效 舉措是.(5)消除列管式換熱器溫差應(yīng)力常用的方法有三種

2、,即在殼體上加 膨脹節(jié)、 采用浮頭式 或U管式結(jié)構(gòu) ；翅片管換熱器安裝翅片的目的是 增加面積, 增強(qiáng)流體的湍動(dòng)程度以提升傳熱系數(shù) .(6)厚度不同的三種材料構(gòu)成三層平壁,各層接觸良好, bi>b2>b3,導(dǎo)熱系 數(shù)?1<?2<2,在穩(wěn)定傳熱過(guò)程中,各層的熱阻 ,各層導(dǎo)熱速率 . (7)物體輻射水平的大小與 成正比,還與 成正比.(8)寫出三種循環(huán)型蒸發(fā)器的名稱中央循環(huán)管式 、 懸筐式 、 外加熱式 .(9)在大容積沸騰時(shí)液體沸騰曲線包括 、和 三個(gè)階段.實(shí)際操作應(yīng)限制在 .在這一階段內(nèi),傳熱系數(shù)隨著溫度差的增 加而 _.(10)傳熱的根本方式有、和三種.熱傳導(dǎo)的根本定律

3、是制 .其表達(dá)式 為?(11)水在管內(nèi)作湍流流動(dòng),假設(shè)使流速提升到原來(lái)的 2倍,那么其對(duì)流傳熱系數(shù)約 為原來(lái)的 倍；管徑改為原來(lái)的1/2而流量相同,那么其對(duì)流傳熱系數(shù)約為原 來(lái)的倍.(設(shè)條件改變后仍在湍流范圍)(12)導(dǎo)熱系數(shù)的單位為 ,對(duì)流傳熱系數(shù)的單位為 ,總 傳熱系數(shù)的單位為.二、選擇1當(dāng)溫度為T時(shí),耐火磚的輻射水平大于鋁板的輻射水平,那么鋁的黑度 耐火磚的黑度.A大于 B 等于 C不能確定D 小于2某一套管換熱器,管間用飽和水蒸氣加熱管內(nèi)空氣空氣在管內(nèi)作湍流流動(dòng), 使空氣溫度由20c升至80C,現(xiàn)需空氣流量增加為原來(lái)的 2倍,假設(shè)要保持空氣 進(jìn)出口溫度不變,那么此時(shí)的傳熱溫差應(yīng)為原來(lái)的

4、 倍.A 1.149 B 1.74 C 2 D不定3 一定流量的液體在一 ,?25X 2.5mm的直管內(nèi)作湍流流動(dòng),其對(duì)流傳熱系數(shù) ?=1000W/m C；如流量與物性都不變,改用一19X2mm的直管,那么其將變?yōu)?oA 1259 B 1496 C 1585 D 16784對(duì)流傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式中普蘭特準(zhǔn)數(shù)是表示 的準(zhǔn)數(shù).A對(duì)流傳熱 B流動(dòng)狀態(tài)C物性影響D自然對(duì)流影響5在蒸氣一空氣間壁換熱過(guò)程中,為強(qiáng)化傳熱,以下方案中的 在工程上可行.A提升蒸氣流速 B提升空氣流速C 采用過(guò)熱蒸氣以提升蒸氣溫度D在蒸氣一側(cè)管壁加裝翅片,增加冷凝面積6在兩灰體間進(jìn)行輻射傳熱,兩灰體的溫度差為 50C,現(xiàn)因某種原因,

5、兩者的 溫度各升高100C,那么此時(shí)的輻射傳熱量與原來(lái)的輻射傳熱量相比,應(yīng)該o A 減小 B 增大 C 不變?nèi)?、?jiǎn)答1 .熱傳遞有哪幾種根本方式熱傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射.2 .各種傳熱方式相比較,熱傳導(dǎo)的主要特點(diǎn)是什么在熱傳導(dǎo)中,物體各局部之間不發(fā)生相對(duì)位移.3 .各種傳熱方式相比較,對(duì)流的主要特點(diǎn)是什么對(duì)流僅發(fā)生在流體中,流體各局部之間發(fā)生相對(duì)位移.4 .各種傳熱方式相比較,熱輻射的主要特點(diǎn)是什么熱輻射不需要任何介質(zhì),可以在真空中傳播.5 .流體與固體壁面間對(duì)流傳熱的熱阻主要集中在何處熱阻主要集中在緊挨固體壁面處的層流底層內(nèi).6 .強(qiáng)化對(duì)流傳熱的主要途徑是什么提升流體的湍動(dòng)程度,減小層流底層的厚度

6、.7 .在一套管換熱器中,假設(shè)兩流體的進(jìn)、出口溫度不變,應(yīng)選擇并流換熱還是逆 流換熱為什么應(yīng)選擇逆流換熱,由于此時(shí)的對(duì)數(shù)平均溫差較大,可以節(jié)省換熱面積.8 .什么是黑體吸收率等于1的物體稱為黑體.9 .什么是白體反射率等于1的物體稱為白體.10 .什么是透熱體透過(guò)率等于1的物體稱為透熱體.11 .什么是灰體能以相同的吸收率且局部地吸收由零到8所有波長(zhǎng)范圍的輻射能的物體 稱為灰體.12 .什么是物體的黑度灰體的輻射水平與同溫度下黑體的輻射水平之比稱為物體的黑度.13 .在設(shè)計(jì)換熱器時(shí),如何安排不潔凈和易結(jié)垢的流體的流徑管內(nèi)或是管問(wèn) 簡(jiǎn)述理由.走管內(nèi),由于管內(nèi)清洗比較方便.14 .在設(shè)計(jì)換熱器時(shí),

7、如何安排腐蝕性流體的流徑管內(nèi)或是管問(wèn)簡(jiǎn)述理由走管內(nèi),以免殼體和管子同時(shí)受腐蝕,而且管子也便于清洗和檢修15 .在設(shè)計(jì)換熱器時(shí),如何安排壓強(qiáng)高的流體的流徑管內(nèi)或是管問(wèn)簡(jiǎn)述理 由.走管內(nèi),以免殼體受壓,可節(jié)省殼程金屬消耗量.16 .在設(shè)計(jì)換熱器時(shí),如何安排飽和蒸氣的流徑管內(nèi)或是管間簡(jiǎn)述理由.走管問(wèn),便于及時(shí)排出冷凝液.17 .在設(shè)計(jì)換熱器時(shí),如何安排被冷卻的流體的流徑管內(nèi)或是管間簡(jiǎn)述理 由.走管間,可利用外殼向外的散熱作用,以增強(qiáng)冷卻效果.18 .在設(shè)計(jì)換熱器時(shí),如何安排粘度大的液體的流徑管內(nèi)或是管間簡(jiǎn)述理 由.走管間,因流體在有折流擋板的殼程流動(dòng)時(shí),由于流速和流向的不斷改 變,在低Re值Re&g

8、t; 100下即可到達(dá)湍流,以提升對(duì)流傳熱系數(shù).19 .在設(shè)計(jì)換熱器時(shí),如何安排流量較小的流體的流徑管內(nèi)或是管間簡(jiǎn)述 理由.走管間,因流體在有折流擋板的殼程流動(dòng)時(shí),由于流速和流向的不斷改 變,在低Re值Re> 100下即可到達(dá)湍流,以提升對(duì)流傳熱系數(shù).20 .在列管換熱器中,擬用飽和蒸氣加熱空氣,傳熱管的壁溫接近哪一種流體的 溫度壁溫接近飽和蒸氣的溫度.21 .在列管換熱器中,擬用飽和蒸氣加熱空氣,總傳熱系數(shù)K接近哪一種流體的 對(duì)流傳熱系數(shù)總傳熱系數(shù)K接近空氣的對(duì)流傳熱系數(shù).22 .在列管換熱器中,擬用飽和蒸氣加熱空氣,如何確定兩流體在換熱器中的流 徑為什么空氣走管內(nèi),飽和蒸氣走管間,以

9、便于冷凝液的排放.23 .污油與汽油換熱,如何安排兩流體的流徑 為什么污油走管內(nèi),汽油走管間,便于清洗.24 .為什么內(nèi)部孔隙多的材料保溫效果好 由于大量的孔隙中包含著導(dǎo)熱系數(shù)非常小的氣體,對(duì)導(dǎo)熱不利,從而起到了保溫的作用.25 . 一鋼板的黑度為0.78,其反射率為多少反射率為0.22.26 .在強(qiáng)化傳熱的過(guò)程中,為什么要想方法提升流體的湍動(dòng)程度由于對(duì)流傳熱的熱阻主要集中在層流底層內(nèi),提升流體的湍動(dòng)程度能減薄層 流底層的厚度,可以提升傳熱效果.27 .在夏季人們?yōu)槭裁磹?ài)穿淺色衣服由于在陽(yáng)光下淺色的衣服反射率較大,吸收的熱量少,使人們不至于感覺(jué)太熱.28 .換熱器的殼程為什么要安裝擋板可以提升

10、殼程流體的湍動(dòng)程度,增強(qiáng)傳熱效果.29 .雖然大氣層包圍著地球,但陽(yáng)光仍能照射到地球外表,由于空氣是透熱體. 此話對(duì)嗎為什么不對(duì),只有單原子氣體和對(duì)稱雙原子氣體是透熱體,而空氣中的二氧化碳和水蒸氣都可以局部地吸收太陽(yáng)發(fā)射的輻射能.30 .間壁式換熱器與混合式換熱器的區(qū)別是什么間壁式換熱器是由固體壁面將冷、熱兩種流體分開(kāi),通過(guò)固體壁面?zhèn)鳠? 而混合式換熱器中那么是將冷、熱兩種流體直接接觸、混合換熱.四、計(jì)算1. 一臥式列管冷凝器,鋼質(zhì)換熱管長(zhǎng)為3m直彳為25X 2mm水以0.7m/s的流速在管內(nèi)流過(guò),并從17c被加熱到37Co流量為1.25kg/s、溫度為72c建的 飽和蒸氣在管外冷凝成同溫度的

11、液體.爛蒸氣的冷凝潛熱為315kJ/kg 0已測(cè)得：蒸氣冷凝傳熱系數(shù)°=800W/m C ,管內(nèi)側(cè)熱阻為外側(cè)的 40%污垢熱阻又為 管內(nèi)側(cè)熱阻的70%試核算：1換熱器每程提供的傳熱面積外外表為基準(zhǔn)； 2換熱管的總根數(shù)；3換熱器的管程數(shù).計(jì)算時(shí)可忽略管壁熱阻及熱損失,水的比熱為4.18kJ/kg - C解： 1換熱器每程提供的傳熱面積外外表為基準(zhǔn),S;由題意知,水以0.7m/s的流速在管內(nèi)流過(guò),欲求S,需先知道每程的管子數(shù), 每程的管子數(shù)等于所需冷卻水的總流量與單管內(nèi)水的流量之比.兩流體交換的熱量為:Q =WcCpc(t2 L) ,Cpc =4.18kJ/kg,9,-4.713 kg

12、/ sQ394=C 丁 & - 3) = 4.18 (37 17 )單管內(nèi)水的流量為：Wci = d2u =0.785 0.0212 0.7 1000 = 0.2423kg/s4每程所需管子數(shù)為:n14.7130.2423= 19.5取每程管子數(shù)為20,那么每程所能提供的傳熱外外表積為:2換熱管的總根數(shù)；由所需的總傳熱面積可求取換熱管的總根數(shù).由題給數(shù)據(jù),° 一 111( 0.4 0.7 0.4 ):.：.：.=1111(0.40.7 0.4)800800800= 476.2W/m2 C那么任務(wù)所需的傳熱外外表積為:換熱管總根數(shù)為:S°18.7n =二 d0l二 0

13、.025 3= 79.4取n =80換熱器的管程數(shù).由題意管程數(shù)為:Ntn12在一單程逆流列管換熱器中用水冷卻空氣,兩流體的進(jìn)口溫度分別為20c和110CO在換熱器使用的初期,冷卻水及空氣的出口溫度分別為 45c和40C,使 用一年后,由于污垢熱阻的影響,在冷熱流體的流量和進(jìn)口溫度不變的情況下, 冷卻水出口溫度降至38 C,試求：1空氣出口溫度為多少 2總傳熱系數(shù) 為原來(lái)的多少倍 3假設(shè)使冷卻水加大一倍,空氣流量及兩流體進(jìn)口溫度不變, 冷熱流體的出口溫度各為多少 水>>?空氣4冷卻水流量加大后,換熱器的 傳熱速率有何變化變?yōu)槎嗌俳猓菏褂贸跗谑褂靡荒旰?10 C 40*C110C T

14、；45 C -一20-C38C -20C1空氣出口溫度T2題意 可得：使 用初期 Q=WcCpc(t2t1)=WhCph(T1T2) = KS&tm(1)Q =2WCpc(t2 L) =WhCph(3 -丁2)= KS. ：tm(2)兩式相比(2) / (1),得(110 _(38-10-40) 一-20)那么：T2 =59.6 C(2)總傳熱系數(shù)K /K方程(2)式/(1)式,得:(38 -20) _ K 54.2(45 -20) - K 38.2=0.50%(3)冷熱流體的出口溫度t2 及 T2Q =WcCpc(t2 -ti) =WhCph(Ti -T2) = K ： S.stm(

15、3)Q =2WcCpc(t2 -t) =WhCph5 -丁2)= KS：tm(4)方程(4)式/ (3),得:整理前半式的方程t： =39.6 - 0.179T2(5)又因加空氣,K(空氣,故K,K,11 1由等比定理(110-丁2)-(t2 -20)1(110-t2)- (T2 - 20)110 - 59.6 - 954.2ln"T2 -20110 -t241.4In 2T2 - 2054.2整理得,t； =153 -T2(6)聯(lián)立(5)和(6),可得:t2" = 29.4 ,T2 = 57.5 C(4)冷卻水流量加大后,換熱器的傳熱速率有何變化變?yōu)槎嗌?m =56.35

16、4.2 =1.043有一蒸汽加熱器,熱方：為飽和蒸汽冷凝,T=100C；冷方：為生垢液體升溫,t1 =20 七,t2 =60 七.(1)在測(cè)試中,維持以上溫度條件不變,發(fā)現(xiàn)蒸汽凝液流量,在清洗前后之比為1: 2.問(wèn)：a那些是限制熱阻管程宜走那一方流體簡(jiǎn)述理由；b清洗前,污垢熱阻約為該時(shí)總熱阻的多少分?jǐn)?shù)在操作中,假設(shè)要求改為維持該加熱器的熱負(fù)荷不變.問(wèn)：隨著污垢的增加,調(diào)節(jié)飽和蒸汽的溫度和生垢液體的流量,是否都能到達(dá)要求簡(jiǎn)述理由定 性分析.注：冷方流型為湍流、面積基準(zhǔn)和物性變化可不考慮以及清洗后的垢阻為零.解：1 a 垢層是主要限制熱阻,其次是垢層對(duì)液體的給熱過(guò)程,因傳熱過(guò)程 的傳熱量取決于熱阻

17、大的一方.管程宜走生垢液體,便于清洗,便于增大流速, 可能減少垢層沉積在管子外表上,飽和蒸汽宜在管間殼程走,因流速對(duì)飽和 蒸汽冷凝給熱系數(shù)幾乎無(wú)影響,而飽和蒸汽冷凝的外表又不要求清洗, 且在殼程 流動(dòng)易于及時(shí)排除冷凝水和不凝性氣體.b維持A, Atm不變時(shí):清洗前傳熱量Q =Wh = KA：tm(1)清洗后傳熱量Q' = 2Wh = K AAtm21式與2式比較得： K' = 2K清洗前后總熱阻的差值是污垢熱阻 RsRs=K K K 2K 2KR 1ci/所以一s2K- =0.5 =50%R1心 K2在操作中,調(diào)節(jié)生垢液體流量,企圖減少垢層厚度來(lái)增加換熱量,是不能滿 足的,由于

18、生垢液體以為湍流,再增加流量時(shí),所增加的換熱量決不能與所 需要的熱量相當(dāng),這時(shí)會(huì)使出口溫度下降.只有調(diào)節(jié)飽和蒸汽的溫度來(lái)增加Atm,使其滿足熱負(fù)荷的要求.假設(shè)垢層熱阻的增加,使其換熱量減少一半,換熱量再減少即不能操作,這時(shí)蒸汽的溫度提升到160c即可滿足要求.假設(shè)垢層的生成,其傳熱面積的變化忽略不計(jì),而傳熱系數(shù)下降一半,那么推動(dòng)力J60 -20.160-60 5.增加一倍 這樣即可滿足其換熱器的熱負(fù)荷2不變.4.有一換熱器,管內(nèi)通90c的熱流體,膜系數(shù)%為1100w/m2戶C ,管外有某種液體沸騰,沸點(diǎn)為50 C,膜系數(shù)4為5800w/m2,七.試求以下兩種情況下的壁溫：1管壁清潔無(wú)垢；2外側(cè)

19、有污垢產(chǎn)生,污垢熱阻為 0.005 m2,P/w解：忽略管壁熱阻,并假設(shè)壁溫為Tw（1） 當(dāng)壁很薄時(shí),根據(jù)壁兩側(cè)的對(duì)流傳熱方程式可得:貝 U Tw = 56.4 C（2） 同理Tw = 84 C由此可知,壁溫總是比較接近熱阻小的那一側(cè)流體的溫度.5 .流量為2000kg/h的某氣體在列管式換熱器的管程流過(guò),溫度由150c降至80C；殼程冷卻用水,進(jìn)口溫度為15C,出口溫度為65C,與氣體作逆流流動(dòng), 兩者均處于湍流.氣體側(cè)的對(duì)流傳熱膜系數(shù)遠(yuǎn)小于冷卻水側(cè)的對(duì)流傳熱膜系 數(shù),管壁熱阻、污垢熱阻和熱損失均可忽略不計(jì),氣體平均比熱為1.02kJ/kg , 水的比熱為4.17kJ/kg C,不計(jì)溫度變化

20、比照熱的影響,試求：1冷卻水用 量；2如冷卻水進(jìn)口溫度上升為20C,仍用原設(shè)備到達(dá)相同的氣體冷卻程度, 此時(shí)對(duì)數(shù)平均溫差為多少 3此時(shí)的出口水溫將為多少 4此時(shí)的冷卻水 用量為多少解：1冷卻水用量；2如冷卻水進(jìn)口溫度上升為20C,仍用原設(shè)備到達(dá)相同的氣體冷卻程度,此 時(shí)對(duì)數(shù)平均溫差為多少原情況Q=WcCpct2 -t1=WhCphT1 -T2=KSiAtm=aiSiAtm新 情 況Q'=Wc'Cpct2t；=WhCphT1 -T2=KSi&m=%Si&m因c水打£空氣,K處a空氣,換熱器與氣體的情況未變,那么Q =Q % =% Si = Si , 故

21、&m = Atm那么t；=60P,對(duì)新情況下的熱量進(jìn)行衡算,At；/ M2 <2,那么At m用算術(shù)平均值適宜Q'W 4.17 (60 -20)=2000 1.02 (150 -80)故Wc、856kg/h6 .在套管換熱器中用120c的飽和蒸汽于環(huán)隙間冷凝以加熱管內(nèi)湍流的苯.苯的 流量為4000kg/h,比熱容為1.9kJ/kg C,溫度從30c升至60C.蒸汽冷凝 傳熱系數(shù)為1X104W/M C,換熱管內(nèi)側(cè)污垢熱阻為4X104m-C/W,忽略管 壁熱阻、換熱管外側(cè)污垢熱阻及熱損失.換熱管為54X2mm的鋼管,有效長(zhǎng)度為12m試求：1飽和蒸汽流量其冷凝潛熱為2204kJ

22、/kg; 2管內(nèi)苯的對(duì) 流傳熱系數(shù)?; 3當(dāng)苯的流量增加50%但其他條件維持不變時(shí),苯的出口溫 度為假設(shè)干 4假設(shè)想維持苯的出口溫度仍為60c應(yīng)采取哪些舉措作出定量計(jì) 算.解：1飽和蒸汽流量；2管內(nèi)苯的對(duì)流傳熱系數(shù)；整理得如匚上=8顯1T -t2 WcCpc(2)-1RsidooKo ： o di 二 id(3)苯的流量增加50%苯的出口溫度為假設(shè)干將其代入(2)式得K0,=535.7w/(m2 C)代入(1)式得ln理3120 -t2535.7 2.036 36004000 1.5 1.9 1000= 0.3444解得 t2=56.2C(4)假設(shè)想維持苯的出口溫度仍為 60c應(yīng)采取哪些舉措作

23、出定量計(jì)算.(a)將管子加長(zhǎng),由(1)式得(b)提升加熱蒸氣壓強(qiáng)(溫度)解得 T =133 C7 . 一廢熱鍋爐,由?25X 2鍋爐鋼管組成,管外為水沸騰,溫度為 227C ,管內(nèi) 走合成轉(zhuǎn)化氣,溫度由575c下P1到472C.轉(zhuǎn)化氣一側(cè)：i=300W/rrr K,水 側(cè)：.=10000W/mK,鋼的導(dǎo)熱系數(shù)為45W/m- K,假設(shè)忽略污垢熱阻,試求：(1)以內(nèi)壁面為基準(zhǔn)的總傳熱系數(shù) K;(2)單位面積上的熱負(fù)荷q(W/m);管內(nèi)壁溫度Tw及管外壁溫度Ti;(4)試以計(jì)算結(jié)果說(shuō)明為什么廢熱鍋爐中轉(zhuǎn)化氣溫度高達(dá)500c左右仍可使用鋼管做換熱管.解：(1) K所以Ki =289.2W/m2 K(2

24、) q(3) 管內(nèi)壁溫度Tw及管外壁溫度Ti575 472由于2 一 W _Tw -TiTi -2271_ b _1:'Si'Sm：-0S0由上述方程可解出Tw = 237.8"C ,Ti =234.2冤(4)由計(jì)算結(jié)果可知,鋼管的內(nèi)外壁溫度接近水側(cè)沸騰的溫度,即接近于熱阻小的一側(cè)流體的溫度.盡管廢熱鍋爐中轉(zhuǎn)化氣溫度高達(dá)500c左右,而鋼管的溫度小于238C ,故仍可在此高溫下使用鋼管做換熱管.8水以一定流速在直管中作湍流流動(dòng),假設(shè)管壁溫度不變?yōu)?50K,水的進(jìn)出口溫度分別為290K及295K,假設(shè)水的流速增加一倍,那么水的出口溫度變?yōu)槎啻蠼猓呵?u/=2, t； =

25、 ?以知tw =350K ,3 =290K ,t? = 295K , 水湍流流動(dòng),需對(duì)水側(cè)作熱量包算可求t；.一般情況,水的進(jìn)出口溫差小于 10C,那么溫度對(duì)物性參數(shù)影響較小,因此可以認(rèn)為水的物性參數(shù)保持不變.由題意知,流速改變前：Q =WcC pc(t2 -ti)=WcCpc(295-290)=aSAtm(1)流速改變后：Q'=2WcCpc(t2 -ti) =2WcCpc(t2 -290)=«SM；(2)流速改變前流速改變后350K350K > 350K350K290K295K290Kt2(350 - 290) (350 - 295)Ltm =二57.5 C2diU

26、X 0.8 CP0.4(a =0.023(-) (3)di L因物性參數(shù)不變,那么：=()0.8 =208 =1.74(4)u(1) / (2),并將各參數(shù)帶入,可得：9現(xiàn)有一逆流冷卻器,用冷水冷卻油,使油溫從 420K降到370K,水進(jìn)口溫度為285K,出口溫度為310K.設(shè)油和水的流率、進(jìn)口溫度保持不變,將冷卻器長(zhǎng)度增加一倍(其它尺寸不變),求油及水的出口溫度.解：420K370K 一(420-301) (370-3一一 2310K*285K對(duì)體系進(jìn)行熱量包算,(1)WwWo =KS：tmCpo (420 - 370)KS 97.5XCpo 50= 1.95KSpoKS 97.5CpW (

27、310 -285)= 3.9KSCJ pw(2)冷卻器長(zhǎng)度增加一倍后, 420Kt假設(shè):135 T2 -t22那么W°Cpo(420 -T2) =WwCpw(t2 -285) = 2KS ：tm所以,Wo =2KS tmCpo(420-T2)KS (135 T2 -t2)CO(420-t2)(3)Ww(4)(5)2KS tm KS (350 T2 -t2) Cpw(t2 -285); 二(t2 -285)(1)="WB尚(2) = (4)3.9=(135,.2 -t2)(6)t2 -285解(5)和(6)方程,得： T 2 =341.74K t 2 =324.13K為17&

28、amp;2' <2,那么Atm用算術(shù)平均值適宜.10 .某工廠有一臺(tái)列管式換熱器,每小時(shí)將一定量的氣體從80c冷到60 C,冷卻水溫度由20c升到30C,氣體在管內(nèi)流過(guò),冷卻水在管外與氣體成逆流.經(jīng)核算,該換熱器的傳熱系數(shù) K =40w/(m2,七),現(xiàn)生產(chǎn)需要?dú)怏w出口溫度更低,有人提出將一結(jié)構(gòu)及大小與已用一臺(tái)完全一樣的換熱器并聯(lián)使用,氣體量與原一臺(tái)時(shí)相同,只是分成相等的兩股送入,冷卻水進(jìn)出每個(gè)換熱器的溫度仍與原來(lái)的 一樣.試計(jì)算：(1)此時(shí)氣體的出口溫度為多少 ( 2)兩臺(tái)換熱器應(yīng)如何安排 才能把氣體冷卻到更低的溫度設(shè)：氣體處理量與冷卻水進(jìn)出口溫度都不變,忽略管壁與冷卻水熱阻,

29、氣體 溫度改變引起的物性改變也忽略不計(jì).解：一臺(tái)換熱器情況：所以 Q=KS.：tm=40 S 45 =1800S又因WgCpg(T1 -T2) =WgCpg(80 -60) = 20WgCpg氣體放出的熱量與冷卻水得到的熱量相等,所以：即S= (1)WgC pg 90(1) 兩臺(tái)相同換熱器并聯(lián)使用由于管間為水,管內(nèi)為氣體,o(w?4g故有 K =otg氣膜限制g g二 q = AWq°8 - K - 40 g g所以KAWg0840K - A(Wg / 2)0.8 一 (0.5)0.8 - KK =40 (0.5)0.8=23工二80 fWgCpg 23(30 T2)聯(lián)立(1)式和(2)式解得：Tj = 57.69(2) 兩臺(tái)相同換熱器串聯(lián)使用時(shí)上=5WgCpg 40(30 T2)聯(lián)立(1)式和(3)式解得：丁2'=46.15七因此兩臺(tái)串聯(lián)使用可使氣體出口溫度降低到更低.11某車間需要安裝一臺(tái)換熱器,將流量為30nVh、濃度為10%勺NaOHK溶液由20c預(yù)熱到60.加熱劑為127c的飽和蒸汽.該車間現(xiàn)庫(kù)存一臺(tái)兩管程列管 式換熱器,其規(guī)格為(|)25X2mm長(zhǎng)度為3m總管數(shù)72根.試問(wèn)庫(kù)存的換熱器 能否