题目
在由118根252.5,长为3m的钢管组成的列管式换热器中,用饱和水蒸汽加热空气,空气走管程。已知加热蒸汽的温度为132.9℃,空气的质量流量为7200kg/h,空气的进、出口温度分不20℃和60℃,操作条件下的空气比热为1.005 kJ/(kg℃),空气的对流给热系数为50 W/(m2℃),蒸汽冷凝给热系数为8000 W/(m2℃),假定管壁热阻、垢层热阻及热损失可忽略不计。试求:(1)加热空气需要的热量Q为多少?(2)以管子外表面为基准的总传热系数K为多少?(3)此换热器能否完成生产任务?下 册
在由118根252.5,长为3m的钢管组成的列管式换热器中,用饱和水蒸汽加热空气,空气走管程。已知加热蒸汽的温度为132.9℃,空气的质量流量为7200kg/h,空气的进、出口温度分不20℃和60℃,操作条件下的空气比热为1.005 kJ/(kg℃),空气的对流给热系数为50 W/(m2℃),蒸汽冷凝给热系数为8000 W/(m2℃),假定管壁热阻、垢层热阻及热损失可忽略不计。试求:
(1)加热空气需要的热量Q为多少?
(2)以管子外表面为基准的总传热系数K为多少?
(3)此换热器能否完成生产任务?
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题目解答
答案
最佳答案
在由118根252.5,长为3m的钢管组成的列管式换热器中,用饱和水蒸汽加热空气,空气走管程。已知加热蒸汽的温度为132.9℃,空气的质量流量为7200kg/h,空气的进、出口温度分不20℃和60℃,操作条件下的空气比热为1.005 kJ/(kg℃),空气的对流给热系数为50 W/(m2℃),蒸汽冷凝给热系数为8000 W/(m2℃),假定管壁热阻、垢层热阻及热损失可忽略不计。试求:
(1)加热空气需要的热量Q为多少?
(2)以管子外表面为基准的总传热系数K为多少?
(3)此换热器能否完成生产任务?
解:(1)
kJ/s
(2) 
W/(m2℃)
(3) 
m2
℃
kJ/s,能够完成生产任务。
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解析
步骤 1：计算加热空气所需的热量Q
根据热量计算公式，Q = w * c * (t2 - t1)，其中w是空气的质量流量，c是空气的比热，t2是空气的出口温度，t1是空气的进口温度。
步骤 2：计算以管子外表面为基准的总传热系数K
根据传热系数计算公式，K = 1 / (1 / b2 + (d1 / b2) - 1 / (1 / b1 + d1 / b2))，其中b1是蒸汽冷凝给热系数，b2是空气的对流给热系数，d1是管子的内径。
步骤 3：计算换热器的传热面积A
根据传热面积计算公式，A = 118 * π * d1 * L，其中d1是管子的内径，L是管子的长度。
步骤 4：计算换热器的平均温差Δtm
根据平均温差计算公式，Δtm = (Δt1 - Δt2) / ln(Δt1 / Δt2)，其中Δt1是蒸汽和空气进口的温差，Δt2是蒸汽和空气出口的温差。
步骤 5：计算换热器的传热量Q
根据传热量计算公式，Q = K * A * Δtm。
步骤 6：判断换热器能否完成生产任务
根据计算出的传热量Q与实际需要的热量进行比较，如果Q大于或等于实际需要的热量，则换热器能够完成生产任务。
根据热量计算公式，Q = w * c * (t2 - t1)，其中w是空气的质量流量，c是空气的比热，t2是空气的出口温度，t1是空气的进口温度。
步骤 2：计算以管子外表面为基准的总传热系数K
根据传热系数计算公式，K = 1 / (1 / b2 + (d1 / b2) - 1 / (1 / b1 + d1 / b2))，其中b1是蒸汽冷凝给热系数，b2是空气的对流给热系数，d1是管子的内径。
步骤 3：计算换热器的传热面积A
根据传热面积计算公式，A = 118 * π * d1 * L，其中d1是管子的内径，L是管子的长度。
步骤 4：计算换热器的平均温差Δtm
根据平均温差计算公式，Δtm = (Δt1 - Δt2) / ln(Δt1 / Δt2)，其中Δt1是蒸汽和空气进口的温差，Δt2是蒸汽和空气出口的温差。
步骤 5：计算换热器的传热量Q
根据传热量计算公式，Q = K * A * Δtm。
步骤 6：判断换热器能否完成生产任务
根据计算出的传热量Q与实际需要的热量进行比较，如果Q大于或等于实际需要的热量，则换热器能够完成生产任务。