题目
在间壁式换热器中,要求用初温为25℃的原油来冷却重油,使重油从170℃冷却至100℃。重-|||-油和原油的流量分别为 https:/img.zuoyebang.cc/zyb_4866b11abf0535f22d15d3c542ee9f3e.jpg.2times (10)^4kg/h 和 https:/img.zuoyebang.cc/zyb_4866b11abf0535f22d15d3c542ee9f3e.jpg.5times (10)^4kg/h 重油和原油的比定压热容各为-|||-.18kJ/(kgcdot k) 和 https:/img.zuoyebang.cc/zyb_4866b11abf0535f22d15d3c542ee9f3e.jpg.93kJ/(kgcdot k), 试求重油和原油采用逆流和并流时换热器的传热面积各为-|||-多少?已知在两种情况下的总传热系数K。均为 /((m)^2cdot K)
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算原油的终温
根据热量守恒原理，重油放出的热量等于原油吸收的热量。设原油的终温为 $t_2$，则有：
$$
\omega_{1}C_{ph}(T_{1}-T_{2}) = \omega_{2}C_{pc}(t_{2}-t_{1})
$$
其中，$\omega_{1}$ 和 $\omega_{2}$ 分别为重油和原油的流量，$C_{ph}$ 和 $C_{pc}$ 分别为重油和原油的比定压热容，$T_{1}$ 和 $T_{2}$ 分别为重油的初温和终温，$t_{1}$ 和 $t_{2}$ 分别为原油的初温和终温。
步骤 2：计算逆流时的平均温差
逆流时，平均温差 $\Delta t_{m}$ 可以通过以下公式计算：
$$
\Delta t_{m} = \frac{(T_{1}-t_{2})-(T_{2}-t_{1})}{\ln\frac{T_{1}-t_{2}}{T_{2}-t_{1}}}
$$
步骤 3：计算并流时的平均温差
并流时，平均温差 $\Delta t_{m}$ 可以通过以下公式计算：
$$
\Delta t_{m} = \frac{(T_{1}-t_{1})-(T_{2}-t_{2})}{\ln\frac{T_{1}-t_{1}}{T_{2}-t_{2}}}
$$
步骤 4：计算传热面积
传热面积 $S_{0}$ 可以通过以下公式计算：
$$
S_{0} = \frac{Q}{\Delta t_{m}K_{0}}
$$
其中，$Q$ 为换热量，$K_{0}$ 为总传热系数。
根据热量守恒原理，重油放出的热量等于原油吸收的热量。设原油的终温为 $t_2$，则有：
$$
\omega_{1}C_{ph}(T_{1}-T_{2}) = \omega_{2}C_{pc}(t_{2}-t_{1})
$$
其中，$\omega_{1}$ 和 $\omega_{2}$ 分别为重油和原油的流量，$C_{ph}$ 和 $C_{pc}$ 分别为重油和原油的比定压热容，$T_{1}$ 和 $T_{2}$ 分别为重油的初温和终温，$t_{1}$ 和 $t_{2}$ 分别为原油的初温和终温。
步骤 2：计算逆流时的平均温差
逆流时，平均温差 $\Delta t_{m}$ 可以通过以下公式计算：
$$
\Delta t_{m} = \frac{(T_{1}-t_{2})-(T_{2}-t_{1})}{\ln\frac{T_{1}-t_{2}}{T_{2}-t_{1}}}
$$
步骤 3：计算并流时的平均温差
并流时，平均温差 $\Delta t_{m}$ 可以通过以下公式计算：
$$
\Delta t_{m} = \frac{(T_{1}-t_{1})-(T_{2}-t_{2})}{\ln\frac{T_{1}-t_{1}}{T_{2}-t_{2}}}
$$
步骤 4：计算传热面积
传热面积 $S_{0}$ 可以通过以下公式计算：
$$
S_{0} = \frac{Q}{\Delta t_{m}K_{0}}
$$
其中，$Q$ 为换热量，$K_{0}$ 为总传热系数。