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1、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 48）（ 2）流体在圆形管内作强制湍流流动时计算式（公式、条件），粘度对的影响。（ 3）实验测K ( 例 49) （ 4）换热器操作型问题（求流体出口温度，例410）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
2、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
3、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 80oC 被冷却至30oC 。冷却水在壳程内呈湍流流动，且与苯逆流流动，其进口温度为20oC ，出口温度为50oC。已估算出苯侧和水
4、侧的对流传热系数分别为900W/(m2K)、1700W/(m2K)；苯的平均比热为1.9kJ/(kg.K)。若列管为25 2.5mm的钢管，长3 米，其导热系数为45W/(m2K) ，并忽略污垢热阻及换热器的热损失，试求：（ 1）所需换热器的列管数为多少？（ 2）若其它条件不变，冷却水的流量变为原来的两倍，换热器的列管数又为多少？2. 解：mmtLdKntKSQ0(3 分) 其中，)(21TTCWQphh=1.51.9103（80-30）=142.5（kW）(2 分) 000111miiddbddK=170015.224525105 .2209002513=490.5W/(m2K) (3 分)
5、 2121lntttttm=1030ln1030=18.2(C) (3 分) 故7 .672 .18310255.49014. 3105.142330mtLKdQn（根）(2 分) （2）若其它条件不变，冷却水的流量变为原来的两倍，则87.2959170028. 00 W/(m2K) (2 分)同理可得，K00111middb=559.1 W/(m2.K) (3 分) 则4.590mtLdKQn（根）(2 分)2、 （20 分）用一传热面积为3m2（以外表面积为准） ，由25 2.5mm 管子组成的单程列管式换热器，用初温为10的水将机油由 200冷却至 100， 水走管内，油走管间。已知水和
6、机油的质量流量分别为1000kg/h 和 1200kg/h， 其比热容分别为4.18kJ/(kg K)和 2.0kJ/(kg K)，水侧和油侧的对流表面传热系数分别为2000W/(m2K)和 250W/(m2K)，两侧可视为呈逆流流动，如不计算管壁精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - - 精品学习资料 - - -p d f 精品资料 - - - - - - - - - - - - - - -及污垢热阻：（1）试计算
7、说明该换热器是否合用？（2）夏天，水的初温达到30时，该换热器是否合用？（假设K 不改变），如不合用，如何解决？四。计算题： .（20 分）解：（1）m00pcCphhtAKtCWTCWQ36001000)10t (18. 4100036001000)100200(0.212002W 4.67t2（3 分） 200 100 67.4 10 3.1112906.132tm 132.6 90 Km/21W.21620252000125011dd111K2i0i00（3 分）A3.11121.21636001000)100200(0 .21200A= 2.77 m2 题给 3 m2 , 合用 . （
8、3 分）(2) 水初温 3036001000)30t (18.4100036001000)100-200(0. 21200Q24.87t2 200 100 87.4 30 3.912706.112tm（4） 112.6 70 A3.9121.21636001000)100200(0 .21200（3分）A=3.37 m2 3 m2 不合用 . 可增加换热面积 ,两台串联使用 . （4 分）4.（15 分）某车间有一台运转中的单程列管换热器，热空气走管程，由120 C 降至 80 C，其对流传热系数1=50 W/m2C。壳程的水被加热，水进口温度为15 C，出口升至 90 C，其对流传热系数2=
9、 2000W/m2C。管壁热阻、壁厚及污垢热阻可不计，换热器系逆流操作，水的流量为2700kg/h，平均比热为4.18kJ/kg K，试计算换热器的传热面积。解： （1）CmWK221/8.48200015011111Ctttttm3.45901201580ln)90120()1580(ln2121p5C(90 15)2700 4.18 1000 75/ 36002.35 10QWW水水精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 8 页 - - - - - - -
10、 - - - 精品学习资料 - - -p d f 精品资料 - - - - - - - - - - - - - - -254.1063 .458.481035. 2mtKQAm（10 分）六 （20 分） 逆流换热器中，用初温为20的水将 1.25Kg/s 的液体（比热为1.9KJ/(Kg), 密度为 850 Kg/ m3） ，由 80冷却到 30，换热器列管直径为252.5 mm ，水走管内。水侧和液体侧的对流传热系数分别为0.85 和 1.70 kw/(m2 ) ，污垢热阻可忽略。若水的出口温度不能高于50，求换热器的传热面积；换热器使用一段时间后，管壁两侧均有污垢生成，水侧污垢热阻 Rs
11、i=0.00026 m2 /w，油侧污垢热阻Rs0=0.000176 m2 /w，求此时基于管外表面的总传热系数K0。产生污垢后热阻增加的百分数注：管壁导热系数为=45 w/(m )12()1.25 1.9(8030)119hphQW CTTkW（3 分）000200.00252525111117004522.58502011472/miiddbddKW mC（3 分）21122112()()(8050)(3020)18.28050lnln3020mTtTttCTtTt（3 分）3200119 1013.9472 18.2mQSmKt（3 分）20000001120.0025252525111
12、7004522.5850202011381.53/0.0001760.00026imiiidddbssdddKRRWmC（5 分）3产生污垢后热阻增加百分数为：425200.002525251117004522.5850200.000176 0.000265.01 1023.63%0.00212（3 分）（20 分）现有一列管式换热器，内有252.5 mm 钢管 300 根，管的有效长度为2m ，要求将 8000Kg/h 空气于管程内由20加热到 85，采用 108的饱和蒸汽于壳程冷凝加热，冷凝热在饱和温度下排出，蒸汽冷凝传热系数1104w/(m2 ) ，空气对流传热系数为90 w/(m2)
13、，管壁及两侧污垢热阻可忽略，不计热损失，空气在平均温度下比热为1KJ/(Kg ) 。1求基于管外表面的总传热系数K0 2. 核算该换热器是否满足要求。2用一段时间后管内产生了污垢，使空气出口温度变为50，求此时管内污垢热阻。1WCmddKii24000014.020259011011111CmWK2049.71（3 分）2CtTtTtTtTtm44.488510820108ln)85108()20108(ln)()(2121（3 分）2312/1044.144)2085(100036008000)(mWttCWQpcc（3 分）精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - -
14、 - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - - - 精品学习资料 - - -p d f 精品资料 - - - - - - - - - - - - - - -23071.4144.4849.711044.144mtKQSm（2 分）201 .472025. 0300mldnS实际实际SS0所以，该换热器合用。 （2 分）332218000()1000 (5020)66.67 10/3600cpcQW CttW m（2分）1212()()(10820)(108 50)7210820lnln10
15、850mTtTttCTtTt（2 分）0000111iiiiddRsKdd32066.67 1019.66/47.1 72mQKW mCS t（1 分）20000111201()(0.014)0.0295/25 19.66iiiiddRsmC WdKd（2 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1.25kg/s ，由 80oC 被冷却至 30oC。冷却水在壳程内呈湍流流动，且与苯逆流流动，其进口温度为20oC，出口温度为50oC。已估算出苯侧和水侧的对流传热系数分别为850W/(m2K)、1700W/(m2K)；苯的平均比热为1.9kJ/(kg.K)。若列管为252
16、.5mm的钢管，长3 米，其导热系数为45W/(m2K)，并忽略污垢热阻及换热器的热损失，试求：（1）传热速率为多少？（3）总传热系数K为多少？（2）所需换热器的列管数为多少？3 解：mmtLdKntKSQ0其中，)(21TTCWQphh=1.5*1.9*103*（80-30 ）=142.5 （kW ）000111miiddbddK=170015 .224525105.2209002513=490.5W/(m2.K) 2121lntttttm=1030ln1030=18.2(C) 故7 .672 .18310255.49014. 3105.142330mtLKdQn（根）五、 （20 分）有一逆流套管换热器，由573.5mm与894.5mm钢管组成。甲醇在管内流动，流量为5000kg/h ，由 60冷却到30，甲醇侧的对流传热系数为1512W/m2，冷却水在环隙流过，入口温度20，出口温度35，忽略热损失、管壁及污垢热阻，且已知甲醇平均比热为2.6 kJ/kg ，定性温度下水的黏度为0.84cp ，导热系数为 0.61W/m2，比热为 4.174 kJ/kg ，密度为 1000Kg/m
