(2008东北电力大学真题)一台1-2型管壳式换热器用来冷却润滑油,冷却水在管内流动,水的入口温度为30℃、出口温度为50℃,水流量为3kg/s。热油入口温度为100℃、出口温度为60℃,温差修正系数为=0.97,传热系数为350w/(m2.k),油的比热为2148J/(kg.k)。试计算:(1)油的流量;(2)传热量;(3)所需传热面积。(15分)

步骤 1：计算油的流量
根据能量守恒原理，冷却水吸收的热量等于热油释放的热量。因此，可以使用以下公式计算油的流量：
\[ q_{m1}C_{p1}(t_{1}' - t_{1}'') = q_{m2}C_{p2}(t_{2}' - t_{2}'') \]
其中，\( q_{m1} \) 和 \( q_{m2} \) 分别是水和油的质量流量，\( C_{p1} \) 和 \( C_{p2} \) 分别是水和油的比热容，\( t_{1}' \) 和 \( t_{1}'' \) 分别是水的入口和出口温度，\( t_{2}' \) 和 \( t_{2}'' \) 分别是油的入口和出口温度。
步骤 2：计算传热量
传热量可以通过以下公式计算：
\[ \phi = q_{m2}C_{p2}(t_{2}' - t_{2}'') \]
步骤 3：计算所需传热面积
根据传热方程，可以计算所需传热面积：
\[ A = \frac{\phi}{k\Delta t_m} \]
其中，\( k \) 是传热系数，\( \Delta t_m \) 是平均温差，可以通过以下公式计算：
\[ \Delta t_m = \frac{\Delta t_1 - \Delta t_2}{\ln\left(\frac{\Delta t_1}{\Delta t_2}\right)} \]
其中，\( \Delta t_1 \) 和 \( \Delta t_2 \) 分别是热油和冷却水的温差。