题目
6-29 流量为 2000kg/h 的某气体在列管式换热器的管程通过,温度由150℃降至80 ℃;壳程冷却用软水,-|||-进口温度为15℃,出口温度为65℃,与气体作逆流流动。两者均处于湍流。已知气体侧的对流给热-|||-系数远小于冷却水侧的对流给热系数。试求:(1)冷却水用量;(2)如进口水温上升为20℃,仍用-|||-原设备要达到相同的气体冷却程度,此时出口水温将为多少度?冷却水用量为多少?-|||-管壁热阻、污垢热阻和热损失均可忽略不计。气体的平均比热容为 https:/img.zuoyebang.cc/zyb_4614708375d03c639435612c86f62eaa.jpg.02kJ/(kgcdot k), 水的比热-|||-容为 .17kJ/(kgcdot k), 不计温度变化对比热容的影响。
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算气体的热负荷
气体的热负荷可以通过以下公式计算：
\[ Q = \dot{m}_g \cdot c_{p,g} \cdot \Delta T_g \]
其中，$\dot{m}_g$ 是气体的质量流量，$c_{p,g}$ 是气体的比热容，$\Delta T_g$ 是气体的温度变化。
步骤 2：计算冷却水的用量
冷却水的用量可以通过以下公式计算：
\[ \dot{m}_w = \frac{Q}{c_{p,w} \cdot \Delta T_w} \]
其中，$\dot{m}_w$ 是冷却水的质量流量，$c_{p,w}$ 是冷却水的比热容，$\Delta T_w$ 是冷却水的温度变化。
步骤 3：计算进口水温上升后的冷却水用量和出口水温
当进口水温上升时，冷却水的用量和出口水温可以通过以下公式计算：
\[ \dot{m}_w' = \frac{Q}{c_{p,w} \cdot \Delta T_w'} \]
\[ T_{w,out}' = T_{w,in}' + \frac{Q}{\dot{m}_w' \cdot c_{p,w}} \]
其中，$\dot{m}_w'$ 是进口水温上升后的冷却水的质量流量，$T_{w,out}'$ 是进口水温上升后的冷却水的出口温度，$T_{w,in}'$ 是进口水温上升后的冷却水的进口温度，$\Delta T_w'$ 是进口水温上升后的冷却水的温度变化。
气体的热负荷可以通过以下公式计算：
\[ Q = \dot{m}_g \cdot c_{p,g} \cdot \Delta T_g \]
其中，$\dot{m}_g$ 是气体的质量流量，$c_{p,g}$ 是气体的比热容，$\Delta T_g$ 是气体的温度变化。
步骤 2：计算冷却水的用量
冷却水的用量可以通过以下公式计算：
\[ \dot{m}_w = \frac{Q}{c_{p,w} \cdot \Delta T_w} \]
其中，$\dot{m}_w$ 是冷却水的质量流量，$c_{p,w}$ 是冷却水的比热容，$\Delta T_w$ 是冷却水的温度变化。
步骤 3：计算进口水温上升后的冷却水用量和出口水温
当进口水温上升时，冷却水的用量和出口水温可以通过以下公式计算：
\[ \dot{m}_w' = \frac{Q}{c_{p,w} \cdot \Delta T_w'} \]
\[ T_{w,out}' = T_{w,in}' + \frac{Q}{\dot{m}_w' \cdot c_{p,w}} \]
其中，$\dot{m}_w'$ 是进口水温上升后的冷却水的质量流量，$T_{w,out}'$ 是进口水温上升后的冷却水的出口温度，$T_{w,in}'$ 是进口水温上升后的冷却水的进口温度，$\Delta T_w'$ 是进口水温上升后的冷却水的温度变化。