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1、1、现测定一传热面积为的列管式换热器的总传热系数K值。已知热水走管程,测得其流量为50kg/h,进口温度为8,出口温度为50;冷水走壳程,测得进口温度为15,出口温度为30,逆流流动。（取水的比热p=413/kgK） 解：换热器的传热量：Qcp(T2T1)=150/04.03(80-5)=522kW传热温度差m：热流体 冷流体 15 150， t35传热温度差m可用算数平均值：2、一列管换热器，由2m的126根不锈钢管构成。平均比热为487Jg的某溶液在管内作湍流流动,其流量为5000kg/，并由加热到0,温度为110的饱和水蒸汽在壳方冷凝。已知单管程时管壁对溶液的传热系数i为2/2，蒸汽对管
2、壁的传热系数0为1.1610W/m2,不锈钢管的导热系数=17W/m,忽视垢层热阻和热损失。试求：管程为单程时的列管长度(有效长度）(总传热系数:以管平均面积为基准,)解:传热量：=qcp（t2) =1000/30417(80-0) 1.0516总传热系数:(以管平均面积为基准) 解得： K=3.192对数平均温差： 101108t90 t=30传热面积: ; 列管长度:、有一列管式换热器,装有2.5mm钢管0根，其管长为2,规定将质量流量为800k/h的常压空气于管程由0加热到5,选用18饱和蒸汽于壳程冷凝加热之。若水蒸汽的冷凝传热膜系数为104m,管壁及两侧污垢热阻均忽视不计,并且不计热损
3、失，已知空气在平均温度下的物性常数：.8510/mK,8105N/m2,cp=1J/kgK，P=0.7。试求：(1)空气在管内的对流传热系数;（2)求换热器的总传热系数（以管子外表面为基准);(3)通过计算阐明该换热器能否满足规定;（)计算阐明管壁温度接近于哪一侧的流体温度。解:(1) 空气在管内流速： 0.P0.76 ld20.02=1050传热系数i = 5.68W/(2)总传热系数： 解得:K=68.8W/m（3）传热量: 实际所需传热面积: 18108 20 t188 223 该换热器所能提供传热面积: 该换热器能满足规定。(4) i=npdl=3203.10.0240.19m 因此:
4、壁温接近于蒸汽流体一侧(或者说接近大的一侧流体温度）4、用110的饱和水蒸汽将流量为353/的某稀溶液在双程列管换热器中从75加热至。若每程有直径为22.5m的管子0根，且以管外表面积为基准的传热系数2800/2.，蒸汽侧污垢热阻和管璧热阻可忽视不计。试求:(）换热器所需的管长；(2）当操作一年后,由于污垢累积，溶液侧的污垢系数为0.0008m2./W,若维持溶液的原流量及进口温度不变,其出口温度为多少？又若必须保证溶液原出口温度,可采用什么措施?注:溶液的密度及比热与水近似:=100kgm3； P=4.2kJ/g。解:(1)110 75 9 20 （或）传热面积: Ad(2) LA(2nd)
5、8.16(230.02).m（2) 因此： 11010 75t2 35 0- 解得: t28措施:(1)提高加热蒸汽温度（调节蒸汽的压力); (2）清除污垢。、热空气在5m的钢管外流过,对流给热系数为50W/2K,冷却水在管内流过，对流给热系数为000W/2.K,已知钢管的导热系数l=45W/mK,水侧污垢热阻,热空气侧污垢热阻。试求：(1)传热系数;（2）若管内对流给热系数增大一倍,传热系数有何变化?(3）若管外对流给热系数增大一倍,传热系数有何变化? 解:已知, (1）（2） 若管内对流给热系数增大一倍,其她条件不变,即解得：传热系数提高:(3)若管外对流给热系数增大一倍,其她条件不变，即
6、解得:传热系数提高：6、某厂只能用0饱和水蒸汽,通过22.mm、长的单管程列管式换热器,将列管内的1.2m3/h水溶液从20加热到75,冷凝水于饱和温度下排出。已知管侧水溶液,壳侧蒸汽,溶液在管内呈湍流,试问换热器的管数为若干?水溶液密度,比热为。热损失及管壁、垢层热阻均可忽视。检修时发现该换热器有三根管子已坏，拟将坏管堵塞再继续使用,试问此方案与否可行（通过计算或推导阐明)? 解:(1) 1 蒸汽 07 水 t=1 2=45 (2) ，且(持续性方程)故不能完毕换热任务、有单程列管换热器,传热面积为，由的管子构成。用初温为25的水，将机油由20冷却至100,水走管内,油走管间。已知水和机油的
7、质量流量分别为120 kg/h和10 gh,其比热分别为41 kJ/(k)和20kJ/（g),水侧和油侧的对流传热系数分别为:180W/(2）和200(m2）,两流体呈逆流流动,忽视管壁和污垢热阻,忽视热损失。试校核该换器与否合用?解：机油放出的热量：kJ/h冷却水的出口温度： 对数平均温差: 热流体 0 10冷流体 .8 25 总传系数为: /(m2) 所需传热面积为: 传热所需面积不小于换热器的传热面积 该换热器不合用。 8、在内管为的套管换热器中,将流量为360g/h的某液态烃从1冷却到65,其平均比热容（kg),环隙走冷却水,其进出口温度分别为40和0,平均比热容kJ(k),基于传热外
8、表面积的总传热系数W/(m)，假设其值恒定,忽视热损失。试求：(1）冷却水用量；(2）计算两流体在逆流下的平均温差;(3)所需传热面积。解:()冷却水用量： （2)逆流下的平均温差：热流体 100 冷流体 50 (3)所需传热面积传热量为:则 9、100的水蒸气在管壳式换热器的管外冷凝,冷凝潜热为2584kJ/kg,总传热系数为239W/( ），传热面积175m2;15的冷却水以2510gh流量在管内流过,设总传热温差可以用算术平均值计算,试求:（1)冷却水出口温度；(2)水蒸气冷凝量(kg/h）。解: 1000 15t2 (1) 冷却水出口温度 （2)水蒸气冷凝量（kg/)、在列管式换热器中用热水加热冷水，热水流量为4.5103k/，温度从冷却至55,冷水温度从20升到5,总传热系数为2.W/（m2)。已知:C热水.11kJ/(k),Cp冷水=47k(kg）。试求: （）冷却水流量;(2)两种流体做逆流时的平均温度差和所需的换热面积;(3)两种流体做并流时的平均温度差和所需的换热面积;(4）根据计算成果，对逆流和并流做一比较,可得到那些结论。解：（1）冷却水流量 (2）热流体 9 55冷流体 2 (）热流体 95 5冷流体 2 50(4) 在相似的进、出口温度的条件下，平均温度差; 逆流操作时，热流体用量可以比并流操作时少。
