So Q 431 10 m2 27.7m2K o t m 410 38冷却剂用量:WcQ431 103kg / s 5.75kg / st2t12.510350Cpc20每程换热管的数目：Vsms5.75n301 di2 u1di2u1 3.142 0.0202 860 0.7444管程数为：So27.73.92Nn3.1420.0253.0do l30取管程数为 4总管数目: n总 n N 30 4 1201616．在一台管壳式换热器中， 壳方 120℃的水蒸汽冷凝将一定流量的空气由20℃加热到 80℃，空气的对流传热系数 αi=100W/ （ m2?℃）。换热器由25 2.5mm ， L=6m 的 100 根钢管组成。现因为工艺需要，空气流量增加50% ，要维持对空气的加热要求，有人建议采用如下四种措施：（ 1）将管方改为双程， （ 2）增加管长到 8m，（ 3）将管束改为19 2mm 的规格，( 4)将蒸汽温度提高到 124℃。已知蒸汽的量足够,试通过定量计算,必要时作合理简化,说明上述措施能否满足需要。解：原工况下：So n do l1003.142 0.025 6m247.12m2Koidi11020 W / m 2℃88W / m 2 ℃do25
So Q 431 10 m2 27.7m2
K o t m 410 38
冷却剂用量:
Wc
Q
431 103
kg / s 5.75kg / s
t2
t1
2.5
103
50
Cpc
20
每程换热管的数目：
Vs
ms
5.75
n
30
1 di2 u
1
di2
u
1 3.142 0.0202 860 0.7
4
4
4
管程数为：
So
27.7
3.92
N
n
3.142
0.025
3.0
do l
30
取管程数为 4
总管数目: n总 n N 30 4 120
16
16．在一台管壳式换热器中， 壳方 120℃的水蒸汽冷凝将一定流量的空气由
20℃加热到 80℃，
空气的对流传热系数 αi=100W/ （ m2?℃）。换热器由
25 2.5mm ， L=6m 的 100 根钢管组
成。现因为工艺需要，空气流量增加
50% ，要维持对空气的加热要求，有人建议采用如下
四种措施：（ 1）将管方改为双程， （ 2）增加管长到 8m，（ 3）将管束改为
19 2mm 的规格，
( 4)将蒸汽温度提高到 124℃。已知蒸汽的量足够,试通过定量计算,必要时作合理简化,说明上述措施能否满足需要。
解：原工况下：
So n do l
100
3.142 0.025 6m2
47.12m2
Koi
di
110
20 W / m 2
℃
88W / m 2 ℃
do
25
题目解答
答案
解:欲求换热器是否可用, 可计算该换热器的传热面积是否够用。 苯在管外发生冷凝、冷却,所以换热过程可以分成两个过程。
( 1)在冷却过程中, 管外流体为 80℃的苯液体冷却到出口温度 45℃,而管内的冷却水从入口温度 10℃加热到一定的温度,设为 t m 。
根据热负荷计算公式 Q Qc Qh ,可以得到:
WcC pc tm | t1 | WhC ph Tm | T2 | ||||||||||
其 中 ， | Wc | 5k g / ，s | C pc 4.18kJ/ kg K | ， t1 10 | ℃ ， | Wh | ， | ||||||
1k g / s | |||||||||||||
C ph 1.76kJ/ kg K | ， Tm 80 ℃， T2 | 45 ℃， | |||||||||||
所以， tm | t1 | WhC ph Tm | T2 | 1 1.76 | 80 | 45 | 13 （℃） | ||||||
Wc C pc | 10 | ||||||||||||
5 | 4.18 | ||||||||||||
该过程的对数平均温差为： | |||||||||||||
tm1 | t1 | t2 | T2 t1 | Tm t m | 45 10 | 80 13 | 49.3 （℃） | ||||||
t1 | ln T2 | t1 | ln 45 | 10 | |||||||||
ln | |||||||||||||
t2 | Tm | t m | 80 | 13 |