化工原理傳熱題庫-資料下載頁
2025-06-07 17:15本頁面
【正文】 2， 則用算術(shù)平均值合適。11某工廠有一臺列管式換熱器，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)及大小與已用一臺完全一樣的換熱器并聯(lián)使用，氣體量與原一臺時(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： 因此兩臺串聯(lián)使用可使氣體出口溫度降低到更低。12 某車間需要安裝一臺換熱器，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)庫存一臺兩管程列管式換熱器，其規(guī)格為φ252mm；長度為3m；總管數(shù)72根。試問庫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：對庫存換熱器進(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 該庫存換熱器所提供的傳熱面積的傳熱面積為： 因?yàn)? 所以 庫存的換熱器能夠完成傳熱任務(wù)。13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，給熱系數(shù)，熱氣在環(huán)隙中湍流流動，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。15 的無縫鋼管。管外包30mm厚的保溫層，該管設(shè)置于溫度的大氣中，已知管內(nèi)壁與蒸汽的給熱系數(shù)，保溫層外表面與大氣的給熱系數(shù)。求蒸汽流經(jīng)每米管長的冷凝量W及保溫層外表面的溫度解： 每米管長的冷凝量W ， 不計(jì)管壁熱阻 = =查（表）下，飽和蒸汽，==16一內(nèi)徑的空心球形鋼殼容器，其內(nèi)壁表面溫度，外壁外面用100熱水加熱。鋼殼的導(dǎo)熱系數(shù)，熱水對外壁的給熱系數(shù)500，試計(jì)算鋼殼厚度是多少mm時(shí)傳熱速率達(dá)最大值？最大傳熱速率是多少？解： 對于所傳熱量有 其中， ， （推導(dǎo)而得）當(dāng)R最小時(shí)必有當(dāng) 時(shí)得
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