题目
一台1-2型壳管式换热器用来冷却11号润滑油。冷却水在管内流动,t_(2)'=20^circmathrm(C),t_(2)''=50^circmathrm(C),流量为3mathrm(kg/s);热油入口温度为100^circmathrm(C),出口温度为60^circmathrm(C),k=350mathrm(W/(m^2cdot K))。试计算:(1) 油的流量;(2) 所传递的热量;(3) 所需的传热面积;(4) 若采用顺流换热器,其他条件不变,传热面积为多少?(5) 若采用逆流换热器,其他条件不变,传热面积为多少?
一台1-2型壳管式换热器用来冷却11号润滑油。冷却水在管内流动,$t_{2}'=20^{\circ}\mathrm{C}$,$t_{2}''=50^{\circ}\mathrm{C}$,流量为$3\mathrm{kg/s}$;热油入口温度为$100^{\circ}\mathrm{C}$,出口温度为$60^{\circ}\mathrm{C}$,$k=350\mathrm{W/(m^{2}\cdot K)}$。试计算:
(1) 油的流量;
(2) 所传递的热量;
(3) 所需的传热面积;
(4) 若采用顺流换热器,其他条件不变,传热面积为多少?
(5) 若采用逆流换热器,其他条件不变,传热面积为多少?
题目解答
答案
1. 根据热量平衡:
\[
q_{m1} = \frac{q_{m2} c_2 (t_2'' - t_2')}{c_1 (t_1' - t_1'')} = \frac{3 \times 4174 \times 30}{2148 \times 40} \approx 4.37 \, kg/s
\]
2. 传递热量:
\[
\phi = q_{m2} c_2 (t_2'' - t_2') = 3 \times 4174 \times 30 = 375.66 \, kW
\]
3. 1-2型换热器:
\[
\Delta t_m = 44.8^\circ C, \, \varphi = 0.9, \, \Delta t'_m = 40.32^\circ C
\]
\[
A = \frac{375660}{350 \times 40.32} \approx 26.62 \, m^2
\]
4. 顺流换热器:
\[
\Delta t_m = 33.67^\circ C, \, A = \frac{375660}{350 \times 33.67} \approx 31.9 \, m^2
\]
5. 逆流换热器:
\[
\Delta t_m = 44.8^\circ C, \, A = \frac{375660}{350 \times 44.8} \approx 24.0 \, m^2
\]
最终结果:
1. $ q_{m1} = 4.37 \, kg/s $;
2. $ \phi = 375.66 \, kW $;
3. $ A = 26.62 \, m^2 $;
4. $ A = 31.9 \, m^2 $;
5. $ A = 24.0 \, m^2 $。