题目
5-28 一传热面积为10m^2的逆流换热器,用流量为 .9kgcdot (s)^-1 的油将 .6kgcdot (s)^-1-|||-逆流的水加热,已知油的比热容为 .1kJcdot kgcdot (k)^-1, 水和油的进口温度分别为35℃和-|||-175℃,该换热器的传热系数为 cdot (m)^-2cdot (k)^-1, 试求此换热器的传热效率。又若水量增-|||-加20%,传热系数可近似认为不变,此时水的出口温度应为多少?
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算热容流量
首先，计算水和油的热容流量。水的比热容为 $4.187 kJ\cdot kg^{-1}\cdot K^{-1}$，油的比热容为 $2.1 kJ\cdot kg^{-1}\cdot K^{-1}$。水和油的流量分别为 $0.6 kg\cdot s^{-1}$ 和 $0.9 kg\cdot s^{-1}$。
步骤 2：计算传热系数和NTU
计算传热系数 $K$ 和传热面积 $A$，以及热容流量比 $C_R$ 和无量纲数 $NTU$。传热系数 $K$ 为 $425 W\cdot m^{-2}\cdot K^{-1}$，传热面积 $A$ 为 $10 m^2$。
步骤 3：计算传热效率
根据 $C_R$ 和 $NTU$ 查表得到传热效率 $\varepsilon$。
步骤 4：计算水量增加20%后的传热效率
当水量增加20%时，重新计算 $C_R$ 和 $NTU$，并查表得到新的传热效率 $\varepsilon'$。
步骤 5：计算新的水出口温度
根据新的传热效率 $\varepsilon'$ 和油的进口温度 $T_1$，计算新的水出口温度 $T_2'$。
首先，计算水和油的热容流量。水的比热容为 $4.187 kJ\cdot kg^{-1}\cdot K^{-1}$，油的比热容为 $2.1 kJ\cdot kg^{-1}\cdot K^{-1}$。水和油的流量分别为 $0.6 kg\cdot s^{-1}$ 和 $0.9 kg\cdot s^{-1}$。
步骤 2：计算传热系数和NTU
计算传热系数 $K$ 和传热面积 $A$，以及热容流量比 $C_R$ 和无量纲数 $NTU$。传热系数 $K$ 为 $425 W\cdot m^{-2}\cdot K^{-1}$，传热面积 $A$ 为 $10 m^2$。
步骤 3：计算传热效率
根据 $C_R$ 和 $NTU$ 查表得到传热效率 $\varepsilon$。
步骤 4：计算水量增加20%后的传热效率
当水量增加20%时，重新计算 $C_R$ 和 $NTU$，并查表得到新的传热效率 $\varepsilon'$。
步骤 5：计算新的水出口温度
根据新的传热效率 $\varepsilon'$ 和油的进口温度 $T_1$，计算新的水出口温度 $T_2'$。