题目
→ 10087.4 ← 30 △m=(112.6+70)/=91.3℃ (4)112.6 70△m=(112.6+70)/=91.3 (3分)A=3.37 m2 > 3 m2 不合用. 可增加换热面积,两台串联使用. (4分)(15分)某车间有一台运转中的单程列管换热器,热空气走管程,由120C降至80C,其对流传热系数1=50 W/m2C。壳程的水被加热,水进口温度为15C,出口升至90C,其对流传热系数2= 2000W/m2C。管壁热阻、壁厚及污垢热阻可不计,换热器系逆流操作,水的流量为2700kg/h,平均比热为4.18kJ/kgK,试计算换热器的传热面积。
→ 100
87.4 ← 30 
℃ (4)
112.6 70
(3分)
A=3.37 m2 > 3 m2 不合用. 可增加换热面积,两台串联使用. (4分)
(15分)某车间有一台运转中的单程列管换热器,热空气走管程,由120C降至80C,其对流传热系数1=50 W/m2C。壳程的水被加热,水进口温度为15C,出口升至90C,其对流传热系数2= 2000W/m2C。管壁热阻、壁厚及污垢热阻可不计,换热器系逆流操作,水的流量为2700kg/h,平均比热为4.18kJ/kgK,试计算换热器的传热面积。
题目解答
答案
解:(1)
(10分)
解析
步骤 1：计算传热系数
根据题目，热空气走管程，对流传热系数为 $a_1 = 50 \, \text{W/m}^2\text{C}$，壳程的水被加热，对流传热系数为 $a_2 = 2000 \, \text{W/m}^2\text{C}$。由于管壁热阻、壁厚及污垢热阻可不计，因此总传热系数 $a$ 可以通过以下公式计算：
$$
a = \frac{1}{\frac{1}{a_1} + \frac{1}{a_2}}
$$
步骤 2：计算传热量
水的流量为 $2700 \, \text{kg/h}$，平均比热为 $4.18 \, \text{kJ/kgK}$，水的进口温度为 $15 \, \text{C}$，出口温度为 $90 \, \text{C}$。因此，传热量 $Q$ 可以通过以下公式计算：
$$
Q = W_{水} C_{水} (T_{水出} - T_{水入})
$$
步骤 3：计算传热面积
根据传热面积的计算公式，可以得到：
$$
A = \frac{Q}{a \Delta t}
$$
其中，$\Delta t$ 是平均温差，可以通过以下公式计算：
$$
\Delta t = \frac{T_{热入} + T_{热出}}{2} - T_{水入}
$$
根据题目，热空气走管程，对流传热系数为 $a_1 = 50 \, \text{W/m}^2\text{C}$，壳程的水被加热，对流传热系数为 $a_2 = 2000 \, \text{W/m}^2\text{C}$。由于管壁热阻、壁厚及污垢热阻可不计，因此总传热系数 $a$ 可以通过以下公式计算：
$$
a = \frac{1}{\frac{1}{a_1} + \frac{1}{a_2}}
$$
步骤 2：计算传热量
水的流量为 $2700 \, \text{kg/h}$，平均比热为 $4.18 \, \text{kJ/kgK}$，水的进口温度为 $15 \, \text{C}$，出口温度为 $90 \, \text{C}$。因此，传热量 $Q$ 可以通过以下公式计算：
$$
Q = W_{水} C_{水} (T_{水出} - T_{水入})
$$
步骤 3：计算传热面积
根据传热面积的计算公式，可以得到：
$$
A = \frac{Q}{a \Delta t}
$$
其中，$\Delta t$ 是平均温差，可以通过以下公式计算：
$$
\Delta t = \frac{T_{热入} + T_{热出}}{2} - T_{水入}
$$