题目
在一列管换热器中将15000kg/h油品从20摄氏度加热到90摄氏度,油品走管内管外,加热介质为130摄氏度的水蒸气,换热器有100根直径1.5*15mm,长2m的钢管构成,管内=360,管外=12000W/㎡油品的比热容为1.9KJ/kg*℃,操作条件下的汽化潜热为2205KJ/Kg,钢管的导热系数45W/m*℃,若加热全部冷凝后在饱和温度下排出的,忽略热损失和管壁的污垢热阻。(1)换热器的热负荷?(2)加热蒸汽的消耗量?(3)总转热系数?(4)该换热器能否满足生产任务?
在一列管换热器中将15000kg/h油品从20摄氏度加热到90摄氏度,油品走管内管外,加热介质为130摄氏度的水蒸气,换热器有100根直径1.5*15mm,长2m的钢管构成,管内=360,管外=12000W/㎡油品的比热容为1.9KJ/kg*℃,操作条件下的汽化潜热为2205KJ/Kg,钢管的导热系数45W/m*℃,若加热全部冷凝后在饱和温度下排出的,忽略热损失和管壁的污垢热阻。
(1)换热器的热负荷?
(2)加热蒸汽的消耗量?
(3)总转热系数?
(4)该换热器能否满足生产任务?
题目解答
答案
解:
(1)换热器的热负荷?
=15000*1.9*(90-20)=1995000KJ/h=554.17KJ/s
(2)加热蒸汽的消耗量?
(3)总转热系数?
(4)该换热器能否满足生产任务?
假设逆流传热
因此换热器最大传热效率Q小于实际所需的传热效率Q,所以此换热器不满足生产任务
解析
步骤 1：计算换热器的热负荷
根据热负荷的计算公式，$Q = W_{C}C_{PC}(t_{2} - t_{1})$，其中$W_{C}$是油品的质量流量，$C_{PC}$是油品的比热容，$t_{2}$和$t_{1}$分别是油品的最终温度和初始温度。
步骤 2：计算加热蒸汽的消耗量
根据加热蒸汽的消耗量计算公式，$V_{h} = Q / r$，其中$Q$是换热器的热负荷，$r$是操作条件下的汽化潜热。
步骤 3：计算总传热系数
根据总传热系数的计算公式，$1 / U = 1 / h_{i} + 1 / h_{o} + d_{1} / (d_{0} \cdot k)$，其中$h_{i}$和$h_{o}$分别是管内和管外的对流传热系数，$d_{1}$和$d_{0}$分别是管内和管外的直径，$k$是钢管的导热系数。
步骤 4：判断换热器能否满足生产任务
根据换热器的传热面积和总传热系数，计算换热器的最大传热效率，然后与实际所需的传热效率进行比较。
根据热负荷的计算公式，$Q = W_{C}C_{PC}(t_{2} - t_{1})$，其中$W_{C}$是油品的质量流量，$C_{PC}$是油品的比热容，$t_{2}$和$t_{1}$分别是油品的最终温度和初始温度。
步骤 2：计算加热蒸汽的消耗量
根据加热蒸汽的消耗量计算公式，$V_{h} = Q / r$，其中$Q$是换热器的热负荷，$r$是操作条件下的汽化潜热。
步骤 3：计算总传热系数
根据总传热系数的计算公式，$1 / U = 1 / h_{i} + 1 / h_{o} + d_{1} / (d_{0} \cdot k)$，其中$h_{i}$和$h_{o}$分别是管内和管外的对流传热系数，$d_{1}$和$d_{0}$分别是管内和管外的直径，$k$是钢管的导热系数。
步骤 4：判断换热器能否满足生产任务
根据换热器的传热面积和总传热系数，计算换热器的最大传热效率，然后与实际所需的传热效率进行比较。