题目
27.在管壳式换热器中,用120℃的饱和蒸汽将存放在常压贮槽中的温度为20℃、比热容为2.09-|||-/(kg(cdot )^circ C) 质量为 times (10)^4kg 的重油进行加热。采用输油能力为 6000kg/h 的油泵,将油从贮槽送往换-|||-热器,经加热后再返回贮槽中,油循环流动。若要求经4h后油温升高至80℃,试计算换热器的传热面积。-|||-设加热过程中K。可取为 /((m)^2cdot (C)_(2)C), 且在任何瞬间槽内温度总是均匀一致的。
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算油的总热量变化
根据题目，油的比热容为2.09 $kJ/(kg{\cdot }^{\circ }C)$，质量为 $2\times {10}^{4}kg$，温度从20℃升高到80℃，因此油的总热量变化为：
$$
Q = m \cdot c \cdot \Delta T = 2\times {10}^{4}kg \cdot 2.09 \frac{kJ}{kg{\cdot }^{\circ }C} \cdot (80^{\circ }C - 20^{\circ }C)
$$
步骤 2：计算油的热量变化率
油的输油能力为6000kg/h，因此油的热量变化率为：
$$
\frac{Q}{t} = \frac{m \cdot c \cdot \Delta T}{t} = \frac{2\times {10}^{4}kg \cdot 2.09 \frac{kJ}{kg{\cdot }^{\circ }C} \cdot (80^{\circ }C - 20^{\circ }C)}{4h}
$$
步骤 3：计算换热器的传热面积
根据题目，加热过程中K0可取为 $350W/({m}^{2}\cdot {C}^{\circ }C)$，因此换热器的传热面积为：
$$
S_{0} = \frac{Q}{K_{0} \cdot \Delta T} = \frac{\frac{Q}{t}}{K_{0} \cdot \Delta T} = \frac{2\times {10}^{4}kg \cdot 2.09 \frac{kJ}{kg{\cdot }^{\circ }C} \cdot (80^{\circ }C - 20^{\circ }C)}{4h \cdot 350W/({m}^{2}\cdot {C}^{\circ }C) \cdot (120^{\circ }C - 80^{\circ }C)}
$$
根据题目，油的比热容为2.09 $kJ/(kg{\cdot }^{\circ }C)$，质量为 $2\times {10}^{4}kg$，温度从20℃升高到80℃，因此油的总热量变化为：
$$
Q = m \cdot c \cdot \Delta T = 2\times {10}^{4}kg \cdot 2.09 \frac{kJ}{kg{\cdot }^{\circ }C} \cdot (80^{\circ }C - 20^{\circ }C)
$$
步骤 2：计算油的热量变化率
油的输油能力为6000kg/h，因此油的热量变化率为：
$$
\frac{Q}{t} = \frac{m \cdot c \cdot \Delta T}{t} = \frac{2\times {10}^{4}kg \cdot 2.09 \frac{kJ}{kg{\cdot }^{\circ }C} \cdot (80^{\circ }C - 20^{\circ }C)}{4h}
$$
步骤 3：计算换热器的传热面积
根据题目，加热过程中K0可取为 $350W/({m}^{2}\cdot {C}^{\circ }C)$，因此换热器的传热面积为：
$$
S_{0} = \frac{Q}{K_{0} \cdot \Delta T} = \frac{\frac{Q}{t}}{K_{0} \cdot \Delta T} = \frac{2\times {10}^{4}kg \cdot 2.09 \frac{kJ}{kg{\cdot }^{\circ }C} \cdot (80^{\circ }C - 20^{\circ }C)}{4h \cdot 350W/({m}^{2}\cdot {C}^{\circ }C) \cdot (120^{\circ }C - 80^{\circ }C)}
$$