题目
19.用绝对压力为300kPa的饱和水蒸气将体积流量为 (m)^3/h 的苯胺从80℃加热到100℃。苯胺在-|||-平均温度下的密度为 /(m)^3, 比热容为 .31kJ/(kgcdot c) 试求:(1)水蒸气用量 (kg/h) (2)当-|||-总传热系数为 /((m)^2cdot qC) 时所需传热面积。
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算苯胺的质量流量
苯胺的体积流量为 $80{m}^{3}/h$，密度为 $955kg/{m}^{3}$，因此苯胺的质量流量为：
$$
\dot{m}_{苯胺} = 80{m}^{3}/h \times 955kg/{m}^{3} = 76400kg/h
$$
步骤 2：计算苯胺的热量需求
苯胺的比热容为 $2.31kJ/(kg{\cdot }^{\circ }C)$，从80℃加热到100℃，因此苯胺的热量需求为：
$$
Q_{苯胺} = \dot{m}_{苯胺} \times c_{苯胺} \times \Delta T = 76400kg/h \times 2.31kJ/(kg{\cdot }^{\circ }C) \times (100-80)^{\circ }C = 3520080kJ/h
$$
步骤 3：计算水蒸气的用量
水蒸气的用量为：
$$
\dot{m}_{水蒸气} = \frac{Q_{苯胺}}{h_{水蒸气}} = \frac{3520080kJ/h}{2257kJ/kg} = 1560kg/h
$$
步骤 4：计算传热面积
总传热系数为 $800N(/{m}^{2}\cdot {C}^{\circ }C)$，传热面积为：
$$
A = \frac{Q_{苯胺}}{K \times \Delta T_{lm}} = \frac{3520080kJ/h}{800N(/{m}^{2}\cdot {C}^{\circ }C) \times 20^{\circ }C} = 28.3m^2
$$
苯胺的体积流量为 $80{m}^{3}/h$，密度为 $955kg/{m}^{3}$，因此苯胺的质量流量为：
$$
\dot{m}_{苯胺} = 80{m}^{3}/h \times 955kg/{m}^{3} = 76400kg/h
$$
步骤 2：计算苯胺的热量需求
苯胺的比热容为 $2.31kJ/(kg{\cdot }^{\circ }C)$，从80℃加热到100℃，因此苯胺的热量需求为：
$$
Q_{苯胺} = \dot{m}_{苯胺} \times c_{苯胺} \times \Delta T = 76400kg/h \times 2.31kJ/(kg{\cdot }^{\circ }C) \times (100-80)^{\circ }C = 3520080kJ/h
$$
步骤 3：计算水蒸气的用量
水蒸气的用量为：
$$
\dot{m}_{水蒸气} = \frac{Q_{苯胺}}{h_{水蒸气}} = \frac{3520080kJ/h}{2257kJ/kg} = 1560kg/h
$$
步骤 4：计算传热面积
总传热系数为 $800N(/{m}^{2}\cdot {C}^{\circ }C)$，传热面积为：
$$
A = \frac{Q_{苯胺}}{K \times \Delta T_{lm}} = \frac{3520080kJ/h}{800N(/{m}^{2}\cdot {C}^{\circ }C) \times 20^{\circ }C} = 28.3m^2
$$