在一单壳程、四管程换热器中,用水冷却热油。冷水在管内流动,进口温度为15℃,出口温度为32℃。热油在壳程流动,进口温度为120℃,出口温度为40℃。热油的流量为1.25kg/s,平均比热为1.9KJ/kg.。若换热器的总传热系数为470 W/m2•℃,试求换热器的传热面积。

步骤 1：计算热油的热负荷
热油的热负荷可以通过热油的质量流量和比热容以及温度变化来计算。热负荷的计算公式为：
\[ Q = \dot{m} \cdot c_p \cdot \Delta T \]
其中，\(\dot{m}\) 是热油的质量流量，\(c_p\) 是热油的比热容，\(\Delta T\) 是热油的温度变化。
步骤 2：计算传热面积
传热面积可以通过热负荷、传热系数和平均温差来计算。传热面积的计算公式为：
\[ A = \frac{Q}{U \cdot \Delta T_{lm}} \]
其中，\(Q\) 是热负荷，\(U\) 是总传热系数，\(\Delta T_{lm}\) 是平均温差。
步骤 3：计算平均温差
平均温差可以通过热油和冷水的进出口温度来计算。平均温差的计算公式为：
\[ \Delta T_{lm} = \frac{\Delta T_1 - \Delta T_2}{\ln(\frac{\Delta T_1}{\Delta T_2})} \]
其中，\(\Delta T_1\) 是热油和冷水进出口温度的最大温差，\(\Delta T_2\) 是热油和冷水进出口温度的最小温差。