题目
6.在管壳式换热器中用冷水冷却油。水在直径为 times 2mm 的列管内流动。已知管内水侧对流-|||-传热系数为 /((m)^2cdot (C)_(2)), 管外油侧对流传热系数为 /((m)^2cdot (C)^circ C) 换热器在使用一段时间后,-|||-管壁两侧均有污垢形成,水侧污垢热阻为 .00026(m)^2cdot (C)_(N), 油侧污垢热阻为0.000176 m^2· ^circ CN 管-|||-壁导热系数λ为 times (mcdot (C)^circ C) 试求:(1)基于管外表面积的总传热系数;(2)产生污垢后热阻增加的百-|||-分数。

题目解答
答案

解析
步骤 1:计算管内水侧的对流传热热阻
水侧对流传热系数为 $3490W/({m}^{2}\cdot {C}_{2})$,因此水侧的对流传热热阻为 $1/3490 {m}^{2}\cdot {C}_{2}/W$。
步骤 2:计算管外油侧的对流传热热阻
油侧对流传热系数为 $258W/({m}^{2}\cdot {C}^{\circ }C)$,因此油侧的对流传热热阻为 $1/258 {m}^{2}\cdot {C}^{\circ }C/W$。
步骤 3:计算管壁的导热热阻
管壁导热系数为 $45W\times (m\cdot {C}^{\circ }C)$,管壁厚度为 $2mm$,因此管壁的导热热阻为 $2mm/45W\times (m\cdot {C}^{\circ }C)$。
步骤 4:计算水侧和油侧的污垢热阻
水侧污垢热阻为 $0.00026{m}^{2}\cdot {C}_{N}$,油侧污垢热阻为 $0.000176 {m}^{2}\cdot {C}^{\circ }C$。
步骤 5:计算总传热热阻
总传热热阻为水侧对流传热热阻、水侧污垢热阻、管壁导热热阻、油侧污垢热阻和油侧对流传热热阻之和。
步骤 6:计算基于管外表面积的总传热系数
总传热系数为 $1$ 除以总传热热阻。
步骤 7:计算产生污垢后热阻增加的百分数
热阻增加的百分数为 $(总传热热阻 - 无污垢时的总传热热阻) / 无污垢时的总传热热阻 \times 100\%$。
水侧对流传热系数为 $3490W/({m}^{2}\cdot {C}_{2})$,因此水侧的对流传热热阻为 $1/3490 {m}^{2}\cdot {C}_{2}/W$。
步骤 2:计算管外油侧的对流传热热阻
油侧对流传热系数为 $258W/({m}^{2}\cdot {C}^{\circ }C)$,因此油侧的对流传热热阻为 $1/258 {m}^{2}\cdot {C}^{\circ }C/W$。
步骤 3:计算管壁的导热热阻
管壁导热系数为 $45W\times (m\cdot {C}^{\circ }C)$,管壁厚度为 $2mm$,因此管壁的导热热阻为 $2mm/45W\times (m\cdot {C}^{\circ }C)$。
步骤 4:计算水侧和油侧的污垢热阻
水侧污垢热阻为 $0.00026{m}^{2}\cdot {C}_{N}$,油侧污垢热阻为 $0.000176 {m}^{2}\cdot {C}^{\circ }C$。
步骤 5:计算总传热热阻
总传热热阻为水侧对流传热热阻、水侧污垢热阻、管壁导热热阻、油侧污垢热阻和油侧对流传热热阻之和。
步骤 6:计算基于管外表面积的总传热系数
总传热系数为 $1$ 除以总传热热阻。
步骤 7:计算产生污垢后热阻增加的百分数
热阻增加的百分数为 $(总传热热阻 - 无污垢时的总传热热阻) / 无污垢时的总传热热阻 \times 100\%$。