化工原理傳熱習(xí)題-資料下載頁(yè)
2025-06-07 17:12本頁(yè)面
【正文】 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： 420K 370K 310K 285K對(duì)體系進(jìn)行熱量恒算， 所以， （1） （2）冷卻器長(zhǎng)度增加一倍后， 420K T2 t2 285K假設(shè)： 則 所以， （3） （4）（1）=（3） = （5）（2）=（4） = （6）解（5）和（6）方程，得： T2 = t2 = 2， 則用算術(shù)平均值合適。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80℃冷到60℃，冷卻水溫度由20℃升到30℃，氣體在管內(nèi)流過，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)，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，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 又因 氣體放出的熱量與冷卻水得到的熱量相等，所以： 即 （1）（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， 故有 氣膜控制又 所以 故 （2）聯(lián)立（1）式和（2）式解得： （2） 兩臺(tái)相同換熱器串聯(lián)使用時(shí) （3）聯(lián)立（1）式和（3）式解得： 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30m3/h、濃度為10%的NaOH水溶液由20℃預(yù)熱到60。加熱劑為127℃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φ252mm；長(zhǎng)度為3m；總管數(shù)72根。試問庫(kù)存的換熱器能否滿足傳熱任務(wù)？ 操作條件下，NaOH溶液的物性參數(shù)為鋼的導(dǎo)熱系數(shù)污垢熱阻總和 解：對(duì)庫(kù)存換熱器進(jìn)行傳熱能力核算 其中 蒸汽冷凝宜走殼程，NaOH水溶液走管程。求管內(nèi)NaOH水溶液一側(cè)的 換熱器的傳熱速率 該換熱器的熱負(fù)荷 因?yàn)? 所以庫(kù)存的換熱器能夠完成傳熱任務(wù)。另一種解法：由傳熱方程式求得完成傳熱任務(wù)所需要的傳熱面積為： 同上，換熱器的熱負(fù)荷 ，故 該庫(kù)存換熱器所提供的傳熱面積的傳熱面積為： 因?yàn)? 所以 庫(kù)存的換熱器能夠完成傳熱任務(wù)。12熱氣體在套管換熱器中用冷水冷卻，內(nèi)管為鋼管，導(dǎo)熱系數(shù)。冷水在管內(nèi)湍流流動(dòng)，給熱系數(shù)，熱氣在環(huán)隙中湍流流動(dòng)，給熱系數(shù)。不計(jì)垢層熱阻，試求：（1） 管壁熱阻占總熱阻的百分?jǐn)?shù)；（2） 內(nèi)管中冷水流速提高一倍，總傳熱系數(shù)有何變化？（3） 內(nèi)隙中熱氣體流速提高一倍，總傳熱系數(shù)有何變化？解： （1） ==總熱阻 W管壁熱阻 =管壁熱阻分率為（2）增加（3） 增加 由上可知，管壁熱阻往往占分率很小，可忽略；提高K值，強(qiáng)化傳熱，應(yīng)在小處著手。19
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