题目
(14 分)有一碳钢制造的套管换热器,其管径为φ96mm x 3.5mm,流量为2000kg/h的苯在管中从80℃冷却到50℃。冷却水在环隙中从15℃升到35℃.苯的对流传热系数α1=230W/(m2.K),水的对流传热系数α2=290W/(m2.K)。忽略污垢热阻。试求:(1)冷却水的消耗量;(2)并流和逆流操作时所需传热面积;假设总传热系数随温度的变化忽略不计(苯的比热1.86kJ/(kg.℃,碳钢的导热系数45W/(m.k))。
(14 分)有一碳钢制造的套管换热器,其管径为φ96mm x 3.5mm,流量为2000kg/h的苯在管中从80℃冷却到50℃。冷却水在环隙中从15℃升到35℃.苯的对流传热系数α1=230W/(m2.K),水的对流传热系数α2=290W/(m2.K)。忽略污垢热阻。试求:(1)冷却水的消耗量;(2)并流和逆流操作时所需传热面积;假设总传热系数随温度的变化忽略不计(苯的比热1.86kJ/(kg.℃,碳钢的导热系数45W/(m.k))。
题目解答
答案
解 (1)冷却水消耗量计算
苯平均温度65℃,水的平均温度25℃
热负荷:Q=31kw
冷却水消耗量qm2=1336kg/h
(2)并流与逆流时所需传热面积计算
以那表面积A1为基准的总传热系数K1,碳钢的导热系数λ=45W/(m.K)
1/K1=1/α1+bd1/(λdm)+d1/(α2d2)=7.6×10-3m2.K/W
K1=131.6W/(m2.k)
并流操作,△tm=34.1℃
传热面积A1并=6.91m2
逆流操作△tm=40℃
传热面积A1逆=5.89 m2