[例题2.3.3]在一列管式换热器中用373K的饱和水蒸气加热某液体,液体流-|||-量为 /h 从298K加热到353K,液体的平均比热容为 .56kJ/(kgcdot R)-|||-饱和水蒸气冷凝放热后以373K的饱和水排出。换热器向四周的散热速率为-|||-/h 试求稳定操作下加热所需的蒸汽量。

步骤 1：确定输入系统的物料焓值
输入系统的物料包括饱和水蒸气和298K的液体。饱和水蒸气的焓值为2677 kJ/kg，液体的焓值为 $3.56 kJ/(kg\cdot K) \times (298K - 273K)$。因此，输入系统的物料焓值为 $1000 kg/h \times 3.56 kJ/(kg\cdot K) \times (298K - 273K) + 2677 kJ/kg \times G$，其中G为饱和水蒸气的用量。

步骤 2：确定输出系统的物料焓值
输出系统的物料包括373K的饱和水和353K的液体。饱和水的焓值为418.68 kJ/kg，液体的焓值为 $3.56 kJ/(kg\cdot K) \times (353K - 273K)$。因此，输出系统的物料焓值为 $1000 kg/h \times 3.56 kJ/(kg\cdot K) \times (353K - 273K) + 418.68 kJ/kg \times G$。

步骤 3：考虑换热器的散热速率
换热器向四周的散热速率为10000 kJ/h，因此，输入系统的物料焓值减去输出系统的物料焓值等于散热速率，即 $[1000 kg/h \times 3.56 kJ/(kg\cdot K) \times (353K - 273K) + 418.68 kJ/kg \times G] - [1000 kg/h \times 3.56 kJ/(kg\cdot K) \times (298K - 273K) + 2677 kJ/kg \times G] = -10000 kJ/h$。

步骤 4：求解饱和水蒸气的用量
将步骤3中的方程简化并求解G，得到 $G = 91.1 kg/h$。