为了在某固定空间造成充分的自然对流,有下面两种说法:①加热器应置于该空间的上部;②冷凝器应置于该空间的下部。正确的结论应该是()。_(2)(C)_(n2)((l)_(2)-(l)_(1))=(K)_(1)(A)_(1)(N)_(m)=(K)_(1)Acdot dfrac ({l)_(2)-(l)_(1)}(ln dfrac {T-{l)_(1)}}(Tn_{2)(C)_(n2)((l)_(2)-(l)_(1))=(K)_(1)(A)_(1)(N)_(m)=(K)_(1)Acdot dfrac ({l)_(2)-(l)_(1)}(ln dfrac {T-{l)_(1)}}(Tn即:_{2)(C)_(n2)((l)_(2)-(l)_(1))=(K)_(1)(A)_(1)(N)_(m)=(K)_(1)Acdot dfrac ({l)_(2)-(l)_(1)}(ln dfrac {T-{l)_(1)}}(Tn_{2)(C)_(n2)((l)_(2)-(l)_(1))=(K)_(1)(A)_(1)(N)_(m)=(K)_(1)Acdot dfrac ({l)_(2)-(l)_(1)}(ln dfrac {T-{l)_(1)}}(Tn(3)当蒸汽压力增至_{2)(C)_(n2)((l)_(2)-(l)_(1))=(K)_(1)(A)_(1)(N)_(m)=(K)_(1)Acdot dfrac ({l)_(2)-(l)_(1)}(ln dfrac {T-{l)_(1)}}(Tn时(_{2)(C)_(n2)((l)_(2)-(l)_(1))=(K)_(1)(A)_(1)(N)_(m)=(K)_(1)Acdot dfrac ({l)_(2)-(l)_(1)}(ln dfrac {T-{l)_(1)}}(Tn℃),苯的出口温度_{2)(C)_(n2)((l)_(2)-(l)_(1))=(K)_(1)(A)_(1)(N)_(m)=(K)_(1)Acdot dfrac ({l)_(2)-(l)_(1)}(ln dfrac {T-{l)_(1)}}(Tn:由(1)式可得:_{2)(C)_(n2)((l)_(2)-(l)_(1))=(K)_(1)(A)_(1)(N)_(m)=(K)_(1)Acdot dfrac ({l)_(2)-(l)_(1)}(ln dfrac {T-{l)_(1)}}(Tn(2)/(1)得:_{2)(C)_(n2)((l)_(2)-(l)_(1))=(K)_(1)(A)_(1)(N)_(m)=(K)_(1)Acdot dfrac ({l)_(2)-(l)_(1)}(ln dfrac {T-{l)_(1)}}(Tn_{2)(C)_(n2)((l)_(2)-(l)_(1))=(K)_(1)(A)_(1)(N)_(m)=(K)_(1)Acdot dfrac ({l)_(2)-(l)_(1)}(ln dfrac {T-{l)_(1)}}(Tn 解得:_{2)(C)_(n2)((l)_(2)-(l)_(1))=(K)_(1)(A)_(1)(N)_(m)=(K)_(1)Acdot dfrac ({l)_(2)-(l)_(1)}(ln dfrac {T-{l)_(1)}}(Tn℃j04c20132 3-124在单程列管换热器内,用120℃饱和蒸汽将流量为8500_{2)(C)_(n2)((l)_(2)-(l)_(1))=(K)_(1)(A)_(1)(N)_(m)=(K)_(1)Acdot dfrac ({l)_(2)-(l)_(1)}(ln dfrac {T-{l)_(1)}}(Tn的气体从20℃加热到60℃,气体在管内以_{2)(C)_(n2)((l)_(2)-(l)_(1))=(K)_(1)(A)_(1)(N)_(m)=(K)_(1)Acdot dfrac ({l)_(2)-(l)_(1)}(ln dfrac {T-{l)_(1)}}(Tn流动,管子为_{2)(C)_(n2)((l)_(2)-(l)_(1))=(K)_(1)(A)_(1)(N)_(m)=(K)_(1)Acdot dfrac ({l)_(2)-(l)_(1)}(ln dfrac {T-{l)_(1)}}(Tn的铜管,蒸汽冷凝膜系数为_{2)(C)_(n2)((l)_(2)-(l)_(1))=(K)_(1)(A)_(1)(N)_(m)=(K)_(1)Acdot dfrac ({l)_(2)-(l)_(1)}(ln dfrac {T-{l)_(1)}}{Tn℃,管壁和污垢热阻可不计,试计算:A. 基于管内径的传热面积; B. 如将气体流量增加一倍,气体出口温度为多少?(气体进口温度和气体物性不变) 气体物性为:℃,, C. ℃,。 D. 解:(1)基于管内径的传热面积: E. 湍流 F. G. ℃ ℃(以内表面计) ℃ 则: (2)流量增加一倍时, =1.741℃ w / ℃ 解得:℃ 即空气出口温度为55.8℃ jo4c20133 3-125 某厂库存有一台列管式换热器,其主要尺寸为:列管规格38管常4m,管数127根,欲利用这台换热器,用水蒸气加热空气.蒸汽走壳程,空气走管程,空气流量为6000标准/ 小时,要求自20℃加热至100℃以上。 已知:空气侧对流传热系数为℃; 蒸汽侧对流传热系数为11000 w/℃ 污垢热阻和管壁热阻可以忽略不计; J/kg.℃ 蒸汽的有关参数见附表. 当采用压力为2kg/c (绝对)的加热蒸汽时,试核算此台换热器是否能满足要求。 如果用压力为(绝对)的加热蒸汽,利用此台换热器,可以将空气自20℃加热至多少度?蒸汽消耗量为多少。 附表: 饱和水蒸气表 绝对压力 温度℃ 汽化热 1.0 99.1 2260.45 2.0 119.6 2206.44 3.0 132.9 2169.18 解:(1)蒸汽压力为(=119.6℃)时: ℃(以外表面计) 即; 而实际换热器面积: 此换热器不能满足要求。 (2)当蒸汽压力为(℃)时, 由式(1)得: 解得:℃ 即空气自20℃加热到104℃。 蒸汽消耗量: J04c20134 3-126 在一型列管冷凝器中用饱和水蒸气预热有机溶剂,蒸汽在壳程中冷凝为同温度的饱和水。溶剂走管内。已知: 水蒸气:温度120℃,冷凝潜热 冷凝传热膜系数:℃。 溶剂:流量:45吨/时,入口温度42℃,出口温度82℃, 平均温度下的比热℃。 换热器:管子总数120根,管子规格, 材料:钢(导热系数℃)以管外表面积为基准的传热面积,壳体没保温,壳外表面积。 四周环境温度15℃,换热器外壳至周围环境的对流辐射综合传热膜系数℃。 忽略壳壁热阻,估计蒸汽的冷凝量(); 若两侧无污垢,试求管内溶剂的对流传热膜系数; 若将上述四管程的换热器改为二管程操作(管子总根数不变),并假定溶剂的流量、入口温度、蒸汽温度、蒸汽的冷凝膜系数均不变,溶剂物性变化可忽略,溶剂的出口温度。(假定二管程时管内流动为湍流状态) 解:(1)蒸汽的冷凝量 总冷凝热量: 蒸汽冷凝量 (2)管内溶剂的对流传热系数: 即: ℃(以外表面计) ℃ (3)换热器改为二管程: ℃ 则 ℃ 由式(1)得: 解得:℃ 则溶剂的出口温度为68.9℃ 在一列管换热器内,用110℃的饱和水蒸气加热管内湍流流动()的空气,空气温度从30℃升至45℃。若将空气流量增加一倍,试求此时空气的温度,并求加热蒸汽用量需增加为原来的几倍。计算时可忽略壁阻,垢阻,冷蒸汽侧热阻,且可忽略因空气出口温度变化所引起的物性变化。 解:管壁,污垢及冷凝侧的传热热阻不计, 对于原工况: 流量加倍后: (2)/(1)得: 解得:℃ 即空气的出口温度为43.2℃。 加热蒸汽用量增加为原来的: 倍。 在单管程列管式换热器内,用130℃的饱和水蒸气将某溶液由20℃加热到60℃,单管程列管换热器由100根,长的钢管构成,溶液以每小时的流量在管内流过,蒸汽在管外冷凝。 已知在操作条件下溶液的密度为,粘度为0.955厘泊,比热为℃,导热系数为℃,管壁热阻,垢层热阻和热损失均可忽略不计。 传热系数为多少(以外表面积为基准进行计算)? 溶液和蒸汽冷凝给热系数各为多少? 若溶液的质量流量增加到为溶液原来的质量流量),在其它条件不变的情况下,请通过推导说明此换热器有否满足要求(蒸汽冷凝给热系数可视为与B)计算值相同)? 解:(1)以外表面计的传热系数: ℃ ℃ (2)溶液的传热系数 : 湍流 =℃ 蒸汽冷凝给热系数: 解得:℃ (3)当溶液流量增加到时,在其它条件不变的情况下: 因其它条件不变,,则 (1) 而原工况: (2) (1)/(2)得: 即: 因此换热器不能满足要求。 在套管换热器中用饱和水蒸汽加热苯液,苯在的钢管内流动。的饱和水蒸汽在环隙冷凝。已测出苯的进口温度为30℃,出口温度为60℃,流量为4000,苯和水蒸气的对流传热系数分别为和,管内壁的污垢热阻为0.0004,忽略管壁及管外污垢的热阻,试求:饱和水蒸气的消耗量;套管的长度; 套管的平均温度; 现由于某种原因,蒸汽压力减至假定苯的物性和蒸汽的对流传热系数不变。求苯液的出口温度。 注:(1)操作条件下苯的比热为 (2)时的蒸汽温度为120℃,汽化潜热为2204时的蒸汽温度为109℃。 L: ℃ ℃(以内表面计) (3)管壁平均温度: 即: ℃ (4)若蒸汽压力减至时: 即: 解得:℃ 即苯液的出口温度为58.0℃ j04c20216 3-130 有一换热器,并流操作时,冷流体进出口温度分别为25℃和70℃,热流体进出口温度分别为150℃和100℃。若在两种流体流量和进出口温度均不变的条件下,将并流操作改为逆流操作,试问该换热器的传热速率和传热平均温度差有何变化?(定量说明) P和K常量。 逆流操作时: 解: 热流体为最小热溶流体 并流时:传热速率(1) 传热平均温差℃ 逆流时: == ℃ 又: ℃ 传热速率: 传热平均温差 =73.0℃ 则传热速率增大: 即增大9.4%。 传热平均温差增大: 即增大9.6%。 j04c20219 3-131 某炉墙由厚250mm的耐火砖构成,其导热系数w/m℃。 设炉内气体温度为1200℃,室温为25℃。热气体对炉墙的对流传w/m℃,炉墙对周围大气的对流传系数w/m℃。求每平方米壁面的散热量和壁面温度。 解:单位平方米壁面的散热量: 积分: (1) 又 (2) (3) (4) (5) (4),(5)二式代入(1)得: 整理得: 解得: 壁面温度: 内壁面:(不合理) 单位壁面热损失(散热量): ℃ 外壁面:℃ j04c20248 3-132 有一单程列管式冷凝器,由60根的钢管组成,管长,蒸汽在管间冷凝,冷凝温度为90℃,冷却水走管内,流量为,水在管内的流型为湍流,其进出口温度分别为20℃和40℃,试计算此冷凝器的传热系数。 为了节约冷却用水,将此单程列管冷凝器改为四程,试问在保证原来的冷凝负荷(即每小时的冷凝量)下,能否使用水量减少一半。 假设两侧污垢热阻,管壁热阻和蒸汽冷凝的热阻均可不计。 解:(1)以外表面计的传热系数: 即: ℃ (2)单程改为四程: 原冷凝负荷 现工况: 管壁,污垢热阻及蒸汽冷凝热阻均可不计, 则 ℃(以外表面计) 由式(1)可知: 解得:℃ 冷凝热量: 管程由单程改为四管程后,在保证原来的冷凝负荷下,可以节省用水一半。 J04c20249 3-133 在套管换热器中,用117℃的饱和水蒸汽在环隙间冷凝,加热。管内湍流流动()的水溶液℃),当溶液流量为时,可从20℃加热至102℃,而当流量增加到时,只能从20℃加热至97℃,试求换热器传热面积和流量为时的传热系数值。 计算时可忽略管壁热阻,污垢热阻,并可当平壁处理,两种情况下,蒸汽冷凝系数均可取8℃)。 解: 当流量为时, ℃ (1) 当流量为时, ℃ (2) 又: 将的表达式分别代入(1)、(2)得: (3) (4) (3)/(4)得: 解得:℃ ℃ ℃ W/m2℃ 这两种说法都对; 这两种说法都不对; 第一种说法对,第二种说法不对; 第一种说法不对,第二种说法对。