题目
今对一新型换热器进行性能试验,从现场测得:热流体进口温度为336K,出口温度为323K,比热为4.2kJ/kg·K,流量为5.28kg/s。冷流体的进口温度为292K,出口温度为323K。冷、热流体按逆流方式流动,换热器的传热面积为4.2m2,试计算该换热器的传热系数。若冷流体的比热为2.8#8194;kJ/kg·K,问冷流体的流量为多少?
今对一新型换热器进行性能试验,从现场测得:热流体进口温度为336K,出口温度为323K,比热为4.2kJ/kg·K,流量为5.28kg/s。冷流体的进口温度为292K,出口温度为323K。冷、热流体按逆流方式流动,换热器的传热面积为4.2m2,试计算该换热器的传热系数。若冷流体的比热为2.8#8194;kJ/kg·K,问冷流体的流量为多少?
题目解答
答案
	 
	 
解析
步骤 1:计算热流体的热负荷
热流体的热负荷可以通过以下公式计算:
\[ Q = \dot{m} \cdot c_p \cdot \Delta T \]
其中,$\dot{m}$ 是热流体的质量流量,$c_p$ 是热流体的比热,$\Delta T$ 是热流体的温度变化。
步骤 2:计算平均温差
平均温差 $\Delta t_m$ 可以通过以下公式计算:
\[ \Delta t_m = \frac{\Delta t_1 - \Delta t_2}{\ln \left( \frac{\Delta t_1}{\Delta t_2} \right)} \]
其中,$\Delta t_1$ 和 $\Delta t_2$ 分别是热流体和冷流体的进出口温差。
步骤 3:计算传热系数
传热系数 $K$ 可以通过以下公式计算:
\[ K = \frac{Q}{A \cdot \Delta t_m} \]
其中,$A$ 是换热器的传热面积。
步骤 4:计算冷流体的质量流量
冷流体的质量流量 $\dot{m}_c$ 可以通过以下公式计算:
\[ \dot{m}_c = \frac{Q}{c_{p,c} \cdot \Delta T_c} \]
其中,$c_{p,c}$ 是冷流体的比热,$\Delta T_c$ 是冷流体的温度变化。
热流体的热负荷可以通过以下公式计算:
\[ Q = \dot{m} \cdot c_p \cdot \Delta T \]
其中,$\dot{m}$ 是热流体的质量流量,$c_p$ 是热流体的比热,$\Delta T$ 是热流体的温度变化。
步骤 2:计算平均温差
平均温差 $\Delta t_m$ 可以通过以下公式计算:
\[ \Delta t_m = \frac{\Delta t_1 - \Delta t_2}{\ln \left( \frac{\Delta t_1}{\Delta t_2} \right)} \]
其中,$\Delta t_1$ 和 $\Delta t_2$ 分别是热流体和冷流体的进出口温差。
步骤 3:计算传热系数
传热系数 $K$ 可以通过以下公式计算:
\[ K = \frac{Q}{A \cdot \Delta t_m} \]
其中,$A$ 是换热器的传热面积。
步骤 4:计算冷流体的质量流量
冷流体的质量流量 $\dot{m}_c$ 可以通过以下公式计算:
\[ \dot{m}_c = \frac{Q}{c_{p,c} \cdot \Delta T_c} \]
其中,$c_{p,c}$ 是冷流体的比热,$\Delta T_c$ 是冷流体的温度变化。