题目
求总传热系数：在一套管式换热器传热系数的测定实验中，已知该换热器内管为 Phi 35 , (mm) times 1.5 , (mm) 的黄铜管，长度为 2.2 , (m)。热水走管程，测得其流量为 5 , (L/min)，进口温度为 60^circ (C)，出口温度为 40^circ (C)；冷水走环隙，进口温度为 15^circ (C)，出口温度为 30^circ (C)。试求基于内管的管外侧的总传热系数。已知水的比热 c_(p) = 4.18 , (kJ/(kg) cdot (K))提示：流体流动方式为逆流。面积用管的外径计算。
求总传热系数：在一套管式换热器传热系数的测定实验中，已知该换热器内管为 $\Phi 35 \, \text{mm} \times 1.5 \, \text{mm}$ 的黄铜管，长度为 $2.2 \, \text{m}$。热水走管程，测得其流量为 $5 \, \text{L/min}$，进口温度为 $60^{\circ} \text{C}$，出口温度为 $40^{\circ} \text{C}$；冷水走环隙，进口温度为 $15^{\circ} \text{C}$，出口温度为 $30^{\circ} \text{C}$。试求基于内管的管外侧的总传热系数。 已知水的比热 $c_{p} = 4.18 \, \text{kJ/(kg} \cdot \text{K)}$ 提示：流体流动方式为逆流。面积用管的外径计算。
题目解答
答案
根据题意，传热面积为：
\[
A = \pi D L = \pi \times 0.035 \times 2.2 \approx 0.242 \, \text{m}^2
\]
热流量为：
\[
Q = \dot{m} c_p \Delta T = 0.0833 \times 4180 \times 20 = 6970 \, \text{W}
\]
对数平均温差为：
\[
\Delta T_m = \frac{30 - 25}{\ln(1.2)} \approx 27.43^\circ \text{C}
\]
总传热系数为：
\[
U = \frac{Q}{A \Delta T_m} = \frac{6970}{0.242 \times 27.43} \approx 1050 \, \text{W/(m}^2·^\circ \text{C)}
\]
最终结果：$ U \approx 1050 \, \text{W/(m}^2·^\circ \text{C)} $。