题目
对流传热系数的体会计算公式:alpha =0.023.dfrac (lambda )(d)(({R)_(e))}^0.8 .(Pr)^n式中两个准数的表达式为:alpha =0.023.dfrac (lambda )(d)(({R)_(e))}^0.8 .(Pr)^n= ,Pr= ,假设流体被冷却时n= 。1alpha =0.023.dfrac (lambda )(d)(({R)_(e))}^0.8 .(Pr)^n解得:alpha =0.023.dfrac (lambda )(d)(({R)_(e))}^0.8 .(Pr)^n℃逆流传热的平均温度差alpha =0.023.dfrac (lambda )(d)(({R)_(e))}^0.8 .(Pr)^n℃所需的换热面积alpha =0.023.dfrac (lambda )(d)(({R)_(e))}^0.8 .(Pr)^n因此,该换热器能知足要求。7、(14分)某工业套管换热器内管为alpha =0.023.dfrac (lambda )(d)(({R)_(e))}^0.8 .(Pr)^n168×8mm的钢管,管内热水流量为4800kg/h,入口水温为98℃;管外环隙通入16000kg/h的冷水进行逆流换热,其进出口温度别离为20℃和35℃。假设将冷热水的比热均视为常数cp=(kg·K),且忽略热损失。试求:(1)热水的出口温度;(2)实测内管外表面的总传热系数K为 kW/(m2·K),求换热管长。
对流传热系数的体会计算公式:
式中两个准数的表达式为:
= ,Pr= ,假设流体被冷却时n= 。
式中两个准数的表达式为:
= ,Pr= ,假设流体被冷却时n= 。1

解得:
℃
℃逆流传热的平均温度差
℃所需的换热面积

因此,该换热器能知足要求。
7、(14分)某工业套管换热器内管为
168×8mm的钢管,管内热水流量为4800kg/h,入口水温为98℃;管外环隙通入16000kg/h的冷水进行逆流换热,其进出口温度别离为20℃和35℃。假设将冷热水的比热均视为常数cp=(kg·K),且忽略热损失。试求:(1)热水的出口温度;(2)实测内管外表面的总传热系数K为 kW/(m2·K),求换热管长。
168×8mm的钢管,管内热水流量为4800kg/h,入口水温为98℃;管外环隙通入16000kg/h的冷水进行逆流换热,其进出口温度别离为20℃和35℃。假设将冷热水的比热均视为常数cp=(kg·K),且忽略热损失。试求:(1)热水的出口温度;(2)实测内管外表面的总传热系数K为 kW/(m2·K),求换热管长。题目解答
答案
解:(1)由题意:T1=98℃,ms1=4800kg/h,t1=20℃,t2=35℃,ms2=16000kg/h,cp1= cp2=(kg·K)。
依照热量衡算式,可得
故所求热水的出口温度为
℃
(2)冷热流体的换热进程如下:
热水:98℃→48℃ 冷水:35℃←20℃
3、2、
那么换热进程的对数平均温度差为
℃
依照传热速度方程,得
之外表面为基准计算的换热面积为
因此换热器管长为
m
8、(20分)某工业套管换热器外管为108×4mm,内管为57×。内管中流量
为3000kg/h的冷却水,水的进出口的温度别离为20℃与60℃。套管环隙中采纳120℃的水蒸汽冷凝放热,蒸汽侧的对流给热系数W/(m2·K)。已知水在操作温度下的物性为:kg/m2,Pa·s,kJ/(kg·K),W/(m·K),kJ/kg,管壁热阻及热损失可忽略。试计算:(1)加热水蒸汽用量;(2)管壁水侧的对流给热系数;(对流传热系数体会式)(3)完成换热任务所需套管长度L。
解:(1)依题意,依照流体传热进程的热量衡算式:
可得加热水蒸汽的用量为
kg/h
(2)依照水的流量可知圆管内水的流速为
m/s
依照圆管内强制对流给热系数的计算式,可得管壁水侧的对流给热系数
(3)传热进程的对数平均温度差为
℃
因为,因此传热系数kW/(m2·K)
由传热进程大体方程,得传面积为
m2
故所需套管管长为m
9、在由118根25,长为3m的钢管组成的列管式换热器中,用饱和水蒸汽加热空气,空气走管程。已知加热蒸汽的温度为℃,空气的质量流量为7200kg/h,空气的进、出口温度别离20℃和60℃,操作条件下的空气比热为 kJ/(kg℃),空气的对流给热系数为50 W/(m2℃),蒸汽冷凝给热系数为8000 W/(m2℃),假定管壁热阻、垢层热阻及热损失可忽略不计。试求:(1)加热空气需要的热量Q为多少?(2)以管子外表面为基准的总传热系数K为多少?(3)此换热器可否完成生产任务?
解:(1)求加热空气需要的热量
kJ/s
(2) 求以管子外表面为基准的总传热系数
W/(m2℃)
(3) m2
℃
kJ/s
能够完成生产任务。
10、(14分)在一钢制套管式换热器中,用冷却水将1kg·s1、的苯由65℃冷却至15℃,冷却水在的内管中逆流流动,其进出口温度为10℃和45℃。已知苯和水的对流传热系数别离为×103W·m2、·K1、和×103W·m2、·K1、,在定性温度下水和苯的比热容别离为×103J·kg1、·K1、和×103J·kg1、·K1、,钢材导热系数为45 W·m1、·K1、,又双侧的污垢热阻可忽略不计。试求:(1)冷却水的用量;(2)所需的总管长。
已知:钢管,冷H2O(管内),℃,℃,
,热苯(管外),,℃,
℃,,
,逆流操作,,
求:; ;………………………………………………………………2分
解:(1)热量衡算式
即:
解得:……………………………………………………… ………4分
(2)逆流操作,
传热平均温度差
℃ ……… ……2分
以管外截面为基准,总传热系数
…………………………………………………………………2分
因此传热面积:
………2分
因此总管长:……………………………………2分