题目
-(12.90)^circ C 的丁醇在逆流换热器中被冷却到50℃。换热器的传热面-|||-积为6m^2,总传热系数为 cdot (m)^-2cdot (K)^-1 若丁醇的流量为1930 kg·-|||--1, 冷却水的进口温度为18℃,试求:-|||-(1)冷却水的出口温度;-|||-(2)冷却水的消耗量。
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算丁醇的热负荷
丁醇的热负荷可以通过以下公式计算：
\[ Q = m_{醇} \cdot c_{醇} \cdot \Delta T_{醇} \]
其中，$m_{醇}$ 是丁醇的质量流量，$c_{醇}$ 是丁醇的比热容，$\Delta T_{醇}$ 是丁醇的温度变化。
步骤 2：确定丁醇的比热容
丁醇的比热容 $c_{醇}$ 可以从相关资料中查得，通常约为 $2.4 kJ/kg\cdot K$。
步骤 3：计算丁醇的热负荷
代入已知数据，计算丁醇的热负荷：
\[ Q = 1930 \cdot 2.4 \cdot (129 - 50) = 1930 \cdot 2.4 \cdot 79 = 361,032 kJ/h \]
步骤 4：计算冷却水的热负荷
由于换热器是逆流换热器，丁醇的热负荷等于冷却水的热负荷，即：
\[ Q = m_{水} \cdot c_{水} \cdot \Delta T_{水} \]
其中，$m_{水}$ 是冷却水的质量流量，$c_{水}$ 是冷却水的比热容，$\Delta T_{水}$ 是冷却水的温度变化。
步骤 5：确定冷却水的比热容
冷却水的比热容 $c_{水}$ 可以从相关资料中查得，通常约为 $4.18 kJ/kg\cdot K$。
步骤 6：计算冷却水的出口温度
代入已知数据，计算冷却水的出口温度：
\[ 361,032 = m_{水} \cdot 4.18 \cdot (T_{水出} - 18) \]
步骤 7：计算冷却水的消耗量
代入已知数据，计算冷却水的消耗量：
\[ m_{水} = \frac{361,032}{4.18 \cdot (T_{水出} - 18)} \]
步骤 8：计算冷却水的出口温度
代入已知数据，计算冷却水的出口温度：
\[ 361,032 = 4820 \cdot 4.18 \cdot (T_{水出} - 18) \]
\[ T_{水出} = 29.4℃ \]
丁醇的热负荷可以通过以下公式计算：
\[ Q = m_{醇} \cdot c_{醇} \cdot \Delta T_{醇} \]
其中，$m_{醇}$ 是丁醇的质量流量，$c_{醇}$ 是丁醇的比热容，$\Delta T_{醇}$ 是丁醇的温度变化。
步骤 2：确定丁醇的比热容
丁醇的比热容 $c_{醇}$ 可以从相关资料中查得，通常约为 $2.4 kJ/kg\cdot K$。
步骤 3：计算丁醇的热负荷
代入已知数据，计算丁醇的热负荷：
\[ Q = 1930 \cdot 2.4 \cdot (129 - 50) = 1930 \cdot 2.4 \cdot 79 = 361,032 kJ/h \]
步骤 4：计算冷却水的热负荷
由于换热器是逆流换热器，丁醇的热负荷等于冷却水的热负荷，即：
\[ Q = m_{水} \cdot c_{水} \cdot \Delta T_{水} \]
其中，$m_{水}$ 是冷却水的质量流量，$c_{水}$ 是冷却水的比热容，$\Delta T_{水}$ 是冷却水的温度变化。
步骤 5：确定冷却水的比热容
冷却水的比热容 $c_{水}$ 可以从相关资料中查得，通常约为 $4.18 kJ/kg\cdot K$。
步骤 6：计算冷却水的出口温度
代入已知数据，计算冷却水的出口温度：
\[ 361,032 = m_{水} \cdot 4.18 \cdot (T_{水出} - 18) \]
步骤 7：计算冷却水的消耗量
代入已知数据，计算冷却水的消耗量：
\[ m_{水} = \frac{361,032}{4.18 \cdot (T_{水出} - 18)} \]
步骤 8：计算冷却水的出口温度
代入已知数据，计算冷却水的出口温度：
\[ 361,032 = 4820 \cdot 4.18 \cdot (T_{水出} - 18) \]
\[ T_{水出} = 29.4℃ \]