题目
① 一列管换热器,列管规格为φ38×3,管长4m, 管数127根,则外表面积F1=_____ ____________,而以内表面积计的传热面积F2 =_____________________。 ② 两流体的间壁换热过程中 Q= m Cp△t计算式中, △t 表示_________________。
① 一列管换热器,列管规格为φ38×3,管长4m, 管数127根,则外表面积F1=_____ ____________,而以内表面积计的传热面积F2 =_____________________。 ② 两流体的间壁换热过程中 Q= m Cp△t计算式中, △t 表示_________________。
题目解答
答案
答:①F1=127×4π×0.038 ,F2=127×4π×0.032; ②T1-T2 或t2 – t1 。
解析
考查要点:
- 换热器传热面积的计算:掌握列管换热器内外表面积的计算方法,区分外径与内径的使用场景。
- 热量公式中温差的理解:明确公式 $Q = mC_p\Delta t$ 中 $\Delta t$ 的物理意义,即流体的温度变化量。
解题核心思路:
- 外表面与内表面的区别:外表面取管子的外径,内表面取内径(外径减两倍壁厚)。
- 热量公式中的温差:$\Delta t$ 是流体自身的温度变化,与流体的进出口温度有关。
① 计算传热面积
外表面积 $F_1$
- 确定外径:管子规格 $\phi 38 \times 3$ 中,外径 $d_{\text{外}} = 38 \, \text{mm} = 0.038 \, \text{m}$。
- 单根管外表面面积:圆柱侧面积公式 $A = \pi d_{\text{外}} L$,其中管长 $L = 4 \, \text{m}$,故单根管外表面面积为 $\pi \times 0.038 \times 4$。
- 总外表面面积:管数 $127$ 根,总外表面面积 $F_1 = 127 \times 4\pi \times 0.038$。
内表面积 $F_2$
- 确定内径:内径 $d_{\text{内}} = d_{\text{外}} - 2 \times \text{壁厚} = 0.038 - 2 \times 0.003 = 0.032 \, \text{m}$。
- 单根管内表面面积:同理,单根管内表面面积为 $\pi \times 0.032 \times 4$。
- 总内表面面积:总内表面面积 $F_2 = 127 \times 4\pi \times 0.032$。
② 热量公式中的 $\Delta t$
关键理解:
- 公式 $Q = mC_p\Delta t$ 中,$\Delta t$ 表示流体自身的温度变化,即 出口温度与入口温度的差。
- 根据变量命名习惯,$\Delta t$ 可写作 $t_2 - t_1$(出口温度减入口温度)或 $T_1 - T_2$(若 $T_1$ 和 $T_2$ 分别表示入口和出口温度)。