题目
某生产过程中需用冷却水将油从105 ℃冷却至70 ℃。已知油的流量为6 000 kg/h,水的初温为22 ℃,流量为2 000 kg/h。现有一传热面积为10 m2的套管式换热器,问在下列两种流动型式下,换热器能否满足要求:(1) 两流体呈逆流流动;(2) 两流体呈并流流动。设换热器的总传热系数在两种情况下相同,为300 W/(m2·℃);油的平均比热容为1.9 kJ/(kg·℃),水的平均比热容为4.17 kJ/(kg·℃)。热损失可忽略。
某生产过程中需用冷却水将油从105 ℃冷却至70 ℃。已知油的流量为6 000 kg/h,水的初温为22 ℃,流量为2 000 kg/h。现有一传热面积为10 m2的套管式换热器,问在下列两种流动型式下,换热器能否满足要求:
(1) 两流体呈逆流流动;
(2) 两流体呈并流流动。
设换热器的总传热系数在两种情况下相同,为300 W/(m2·℃);油的平均比热容为1.9 kJ/(kg·℃),水的平均比热容为4.17 kJ/(kg·℃)。热损失可忽略。
题目解答
答案
解:本题采用
法计算
(1)逆流时
查图得 
能满足要求
(2)并流时
查图得 
不能满足要求
解析
步骤 1：计算油和水的热负荷
油的流量为6000 kg/h，水的流量为2000 kg/h。油的平均比热容为1.9 kJ/(kg·℃)，水的平均比热容为4.17 kJ/(kg·℃)。根据热负荷公式，可以计算出油和水的热负荷。
步骤 2：计算传热系数和传热面积
传热系数为300 W/(m2·℃)，传热面积为10 m2。根据传热系数和传热面积，可以计算出换热器的传热能力。
步骤 3：计算逆流和并流情况下的换热器性能
根据逆流和并流情况下的传热系数和传热面积，可以计算出换热器的性能。如果换热器的性能满足要求，则可以满足冷却油的需求。
步骤 4：判断换热器能否满足要求
根据计算结果，判断换热器能否满足冷却油的需求。
油的流量为6000 kg/h，水的流量为2000 kg/h。油的平均比热容为1.9 kJ/(kg·℃)，水的平均比热容为4.17 kJ/(kg·℃)。根据热负荷公式，可以计算出油和水的热负荷。
步骤 2：计算传热系数和传热面积
传热系数为300 W/(m2·℃)，传热面积为10 m2。根据传热系数和传热面积，可以计算出换热器的传热能力。
步骤 3：计算逆流和并流情况下的换热器性能
根据逆流和并流情况下的传热系数和传热面积，可以计算出换热器的性能。如果换热器的性能满足要求，则可以满足冷却油的需求。
步骤 4：判断换热器能否满足要求
根据计算结果，判断换热器能否满足冷却油的需求。