题目
侧定套管式换热器的总传热系数。数据如下：甲苯在内管中流动，质量流量为5000kg/h，进口温度为80℃，出口温度为50℃。水在环隙流动，进口温度为15℃，出口温度为30℃。水与甲苯逆流流动，传热面积为2.5m2。所测得的总传热系数为多大?
侧定套管式换热器的总传热系数。数据如下：甲苯在内管中流动，质量流量为5000kg/h，进口温度为80℃，出口温度为50℃。水在环隙流动，进口温度为15℃，出口温度为30℃。水与甲苯逆流流动，传热面积为2.5m2。所测得的总传热系数为多大?
题目解答
答案
答案：
解析
步骤 1：计算甲苯的热负荷
甲苯的质量流量为 $5000\, \text{kg/h}$，进口温度为 $80\, ^\circ\text{C}$，出口温度为 $50\, ^\circ\text{C}$。甲苯的比热容为 $1.86 \times 10^3\, \text{J/(kg·K)}$。热负荷 $Q$ 可以通过以下公式计算：
\[ Q = \dot{m} \cdot c_p \cdot \Delta T \]
其中，$\dot{m}$ 是质量流量，$c_p$ 是比热容，$\Delta T$ 是温度变化。
步骤 2：计算平均温差
水的进口温度为 $15\, ^\circ\text{C}$，出口温度为 $30\, ^\circ\text{C}$。甲苯和水逆流流动，因此需要计算平均温差 $\Delta t_m$。平均温差可以通过以下公式计算：
\[ \Delta t_m = \frac{\Delta t_1 + \Delta t_2}{2} \]
其中，$\Delta t_1$ 和 $\Delta t_2$ 分别是甲苯和水的温差。
步骤 3：计算总传热系数
总传热系数 $K$ 可以通过以下公式计算：
\[ K = \frac{Q}{A \cdot \Delta t_m} \]
其中，$A$ 是传热面积。
甲苯的质量流量为 $5000\, \text{kg/h}$，进口温度为 $80\, ^\circ\text{C}$，出口温度为 $50\, ^\circ\text{C}$。甲苯的比热容为 $1.86 \times 10^3\, \text{J/(kg·K)}$。热负荷 $Q$ 可以通过以下公式计算：
\[ Q = \dot{m} \cdot c_p \cdot \Delta T \]
其中，$\dot{m}$ 是质量流量，$c_p$ 是比热容，$\Delta T$ 是温度变化。
步骤 2：计算平均温差
水的进口温度为 $15\, ^\circ\text{C}$，出口温度为 $30\, ^\circ\text{C}$。甲苯和水逆流流动，因此需要计算平均温差 $\Delta t_m$。平均温差可以通过以下公式计算：
\[ \Delta t_m = \frac{\Delta t_1 + \Delta t_2}{2} \]
其中，$\Delta t_1$ 和 $\Delta t_2$ 分别是甲苯和水的温差。
步骤 3：计算总传热系数
总传热系数 $K$ 可以通过以下公式计算：
\[ K = \frac{Q}{A \cdot \Delta t_m} \]
其中，$A$ 是传热面积。