化工原理王曉紅版習(xí)題答案

1、第2章1鍋爐鋼板壁厚 120mm ，其導(dǎo)熱系數(shù) 1 46.5W/ m K 。若粘附在鍋爐內(nèi)壁上的水垢層厚度為2 1mm ，其導(dǎo)熱系數(shù) 2 1.162W/ m K 。已知鍋爐鋼板外表面溫度為 t1 523K ，水垢內(nèi)表面溫度為 t3 473K ，求鍋爐每平方米表面積的傳熱速率，并求鋼板內(nèi)表面的溫度 t2 。（原題 1）解：該題為圓筒壁的熱傳導(dǎo)問題， 如果設(shè)鍋爐的半徑為 r ，則r1 r 0.02 ，r2 r ， r3 r 0.001 ，根據(jù)題意，可以得到 r1 r2 r3，所以 Sm1 Sm2Qt1 tn 1t1 t3n bib1b2i 1 iSmi1Sm12Sm2由圓筒壁的導(dǎo)熱速率方程：其中，

2、t1 523K ，t3 473K ， 146.5W/ m K ， 2 1.162W/ m K ，b1 0.02m ，b2 0.001m， Sm1 Sm2 S。所以qQt1 t3S b1 b212523 473W/m0.02 0.00146.5 1.1623.874W/m根據(jù)圓筒壁的導(dǎo)熱速率方程：t1 tn 1bit1 t2b1506.3(K)可以得到： t2 t1-qb1 523 3.874 0.0022 1 1 46.52在一 603.5mm的鋼管外包有兩層絕熱材料，里層為 40mm的氧化鎂粉，平 均導(dǎo)熱 系數(shù) 0.07W/ m ；外 層為 20mm的石 棉層， 平均 導(dǎo)熱系數(shù)0.15W/

3、m ?，F(xiàn)用熱電偶測得管內(nèi)壁溫度為500，最外層表面溫度為80。已知鋼管的平均導(dǎo)熱系數(shù)45W/ m ，試求每米管長的熱損失及兩. . 下載可編輯層保溫層界面的溫度。 （原題 2）解：根據(jù)圓筒壁的熱傳導(dǎo)傳熱速率計(jì)算公式：Qt1 tbii Smii1t1 t 4 b1b21Sm12Sm2b32L t1 t4 b1b2b31rm12rm23rm3t 1=500 ， t 4=80 ， r 3=30+40=70(mm) ， 1=45W/( m) ，式中：r 1=60/2-3.5=26.5(mm) ， r 2=60/2=30(mm) ， r 4=70+20=90(mm) ， 2=0.07W/( m) ，b1

4、=3.5mm ， b2=40mm， b3=30mm， 3=0.15W/( m) 。r1 r226.5 30rm122r3 r270 30rm2r37047.2(mm)ln 3lnr230r3 r470 90rm380(mm)22所以每米管長的熱損失為：2 b1t 1 t4 b2b31rm12rm23rm3500 8023.1423.1423.54045 28.30.07 47.2QL191.6W/m0.15 8020W/m因?yàn)镼nt1 tn 1n bi2Lt1 t42Lb1b2b3i 1 iSmi1rm12rm23rm32所以 t3 t4 Qb3L 2 3rm380191.620Lt3 t4L

5、b33rm32 3.142 0.15 80130.8 ()3有一列管式換熱器，由 38 根 25 2.5mm的無縫鋼管組成，苯在管程流動(dòng)， 由 20加熱到 80，苯的流量為 10.2 kg/s ，飽和蒸汽在殼程冷凝。試求： （ 1） 管壁對(duì)苯的對(duì)流傳熱系數(shù)？（ 2）若苯的流量提高一倍，對(duì)流傳熱系數(shù)將有何變 化？（原題 4）. . 下載可編輯解：（1）苯的定性溫度 20 80 50 ，此狀況下的物性為：230.45mPa s，860kg / m3，cp 1.80kJ/ kg ， 0.14W / m 根據(jù)公式0.023 di Re0.8Pr0.4di =0.020m，Reudu10.2860 38

6、0.02240.020 1.0 8600.45 101.0m / s38222 （ 湍流）PrCp1.80 0.455.7860.14i 0.023 Re0.8 Pr0.4di0.023 0.14 382220.8 5.7860.4 W / m2 0.0201505W / m2 12）苯的流量增加 1 倍后，ii 20.8 1505 20.8W/ m2 2620W / m2 4苯流過一套管換熱器的環(huán)隙，自 20升高至 80，該換熱器的內(nèi)管規(guī)格為 19 mm2.5mm, 外管規(guī)格為 38 mm3 mm。苯的流量為 1800 kg/h ，求苯對(duì) 內(nèi)管壁的對(duì)流傳熱系數(shù)。解：苯的定性溫度 20 80

7、50 ，此狀況下的物性為：20.45mPa s，860kg / m3，cp 1.80kJ/ kg ， 0.14W / m 苯的流速為：ws18001.12m / sA 3600 8600.0322 0.01924套管的當(dāng)量直徑為：. . 下載可編輯224d12 d22de4d1 d2 32 19 mm 13mmd1 d2流體的雷諾數(shù)為：Redeu0.013 1.12 860327826 （ 湍流 ）0.45 10 3Cp1.80 0.45Pr5.790.14d1d2321.68191.65由此可得對(duì)流傳熱系數(shù)為：1 0.530.8 3d10.02 Re0.8 Pr31ded210.140.83

8、0.02278260.8 5.79 30.0131832W / m2 0.5332 W / m2 19與書上答案 1794W / m2 略有不同5常壓下溫度為 120的甲烷以 10 m/s 的平均速度在管殼式換熱器的管間沿軸 向流動(dòng)。離開換熱器時(shí)甲烷溫度為 30，換熱器外殼內(nèi)徑為 190 mm，管束由 37 根19 mm2mm的鋼管組成，試求甲烷對(duì)管壁的對(duì)流傳熱系數(shù)。解：甲烷的平均溫度 120 30 75 ，此狀況下的物性為20.012mPa s ，0.562kg /m3，cp 2.48kJ / kg ，0.04W / m 列管換熱器的當(dāng)量直徑為：de224d12 37d224d1 37 d2

9、22 d12 37d22 d1 37 d2190219037 192mm37 1925.47mm流體的雷諾數(shù)為：Redeu0.02547 10 0.5620.01210 311928 （ 湍流）由此可得甲烷對(duì)管的對(duì)流傳熱系數(shù)為：. . 下載可編輯0.023deRe0.8Pr0.30.023 0.00.205447 119280.82.48 0.0120.040.32W/ m2流體的流速為：u 1Vs 21 d2 4流體的雷諾數(shù)為：ms1 d24Redu0.05 0.255 831.80.3864 1027447 （ 湍流）湍流時(shí)甲苯對(duì)直管的對(duì)流傳熱系數(shù)為：0.023 d Re0.8 Pr0.3

10、0.023 0.1238 27447 0.80.05022162.3W / m2 1.853 0.38640.12380.3W/ m2過渡流的校正系數(shù)：6 105Re1.86 1052744.71.80.61260.3W / m2 6溫度為 90的甲苯以 1500kg/h 的流量通過蛇管而被冷卻至 30。蛇管的直 徑為57 mm3.5mm，彎曲半徑為 0.6m，試求甲苯對(duì)蛇管的對(duì)流傳熱系數(shù)。 解：甲苯的平均溫度 90 30 60 ，此狀況下的物性為：230.3864mPa s，831.8kg/m3，cp 1.853kJ / kg ， 0.1238W / m m/s 0.255m/ s 1236

11、00 3.142 0.0502 831.84圓形彎管的校正系數(shù)為：1 1.77di 1 1.77 0.050 1.1475R 0.6甲苯對(duì)蛇管的對(duì)流傳熱系數(shù)為： 0.612 1.1475 342.7 0.612 1.1475W / m2 240.7W / m2 . . 下載可編輯7120的飽和水蒸氣在一根 25 2.5mm 、長 1m 的管外冷凝，已知管外壁溫 度為 80。分別求該管垂直和水平放置時(shí)的蒸氣冷凝傳熱系數(shù)。解：（1）當(dāng)管垂直放置時(shí)， 冷凝傳熱系數(shù)的計(jì)算方法取決于冷凝液在管外沿壁面向下流動(dòng)時(shí)的流動(dòng)型態(tài)。采用試差法，假定冷凝液為層流流動(dòng)，則：23垂直1.13 r g lt液膜溫度為 1

12、20 80 100 ，該溫度下水的物性為 0.283mPa s ，2958.4kg/m3 ，0.683W / m 冷凝溫度為 120，此溫度下水的相變焓為： r 2205.2kJ / kg 。所以可以計(jì)算垂直1.1323rglt12205.2 103 958.42 9.81 0.6833 4 21.13 3W / m2 0.283 10 3 1 120 8025495.3W / m2 根據(jù)此計(jì)算結(jié)果校核冷凝液膜的流動(dòng)是否為層流。冷凝液膜流動(dòng)雷諾數(shù)為：Re doudoG4S/ do qm /S4Q/ r do 4 垂直 dol tQ / r do4 垂直l tr代入相關(guān)數(shù)據(jù)后可以求得4 垂直 l

13、 t 4 5495.3 1 120 80 Re r 2205.2 103 0.283 10 3 1409層流假定成立，以上計(jì)算有效。（2）當(dāng)管水平放置時(shí)，直接用如下公式計(jì)算蒸汽冷凝傳熱系數(shù)：水平0.72523rgdo t0.7253 2 32205.2 103 958.42 9.81 0.68330.283 10 3 0.025 120 804W/ m2 8866.7W / m2 . . 下載可編輯8實(shí)驗(yàn)室內(nèi)有一高為 1m，寬為 0.5m 的鑄鐵爐門，其表面溫度為 600，室溫 為 20。試計(jì)算每小時(shí)通過爐門輻射而散失的熱量。 如果在爐門前 50mm處放置 一塊同等大小同樣材料的平板作為隔熱板

14、，則散熱量為多少？如果將隔熱板更 換為同等大小材料為已經(jīng)氧化了的鋁板，則散熱量有何變化？ 解：（1）不加隔熱板時(shí)，鑄鐵爐門被四壁所包圍，鑄鐵黑度為 1 0.78，C1 2 1C0，角系數(shù) 1 2 1 ，根據(jù)Q1 2C1 2 1 2S4T1 41004T2 41000.78 5.669 1 1 0.54600 273.15 4100430 273.15 410012664W（ 2）加隔熱板后，輻射傳熱過程可以表示為：爐門 1隔熱板 3墻壁 2。爐門 輻射散熱量就是它對(duì)隔熱板的輻射傳熱量（ 13）：44T1 4 T3 4Q1 3 C1 3 1 3S1 3 1 3 1 3 100 100爐門與隔熱板

15、相距很近，其輻射可以看作是在兩極大的平面間進(jìn)行，于是：C1 3C01 1 1135.6691 1 10.78 0.783.62 ，其角系數(shù) 1 3 1隔熱板對(duì)周圍墻壁的輻射傳熱量（ 32）：444 T2 4Q3 2 C3 2 3 2S100100其中C3 2 3C00.785.669 4.42 ，32過程達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，Q1 3Q3 2C1 3 1 3S100100C3 2 3 2S1004T2 4100將已知數(shù)據(jù)代入上述公式，可以得到. . 下載可編輯3.62 11 0.5 600 273.151001004.42 11 0.54T3 4 304273.15 4求出 T3718.39K10010

16、0443.24所以熱損失為：Q Q1 3 C1 3 1 3S1001003.62 1 1 0.54600 273.15 4718.391001005700W3）如果將隔熱板換為氧化的鋁板，其黑度為3 0.15 ，則有C1 3C01 1 1135.6691 1 10.78 0.150.816直接求?。篞 Q1 3 Q3 2C3 23C0 0.15 5.669 0.85 可以仿照（ 2）的公式求取隔熱板溫度，然后計(jì)算熱損失，也可以利用下列公式44T1 600 273.15T2 4100 100 11C1 3 1 3S1 C3 2 3 2S1430 273816 1 0.5

17、 0.85 1 0.51192W99現(xiàn)測定一傳熱面積為 2m2的列管式換熱器的總傳熱系數(shù) K 值。已知熱水走管 程，測得其流量為 1500kg/h ，進(jìn)口溫度為 80，出口溫度為 50；冷水走殼程， 測得進(jìn)口溫度為 15，出口溫度為 30，逆流流動(dòng)，試計(jì)算該換熱器的 K 值 （原題 6）. . 下載可編輯解：換熱溫差：tm 1t 2tln 2* 1ttT2 t1 T1 t2ln T2 t1t250 15 80 30 42.0650 15 ln80 30熱負(fù)荷為：1500 3 4.18 1033600所以換熱器的總傳熱系數(shù)：Q WcCpc T1 T280 50W 52.25kWKQKoSo tm

18、352.25 10 2 W/ m 2 42.06621.1W / m2 1010熱氣體在套管式換熱器中用冷卻水冷卻，內(nèi)管為 252.5mm的鋼管，冷水 在管內(nèi)湍流流動(dòng)，對(duì)流傳熱系數(shù)為 2000 W/（m? K）。熱氣在套管環(huán)隙湍流流動(dòng)， 對(duì)流傳熱系數(shù)為 50 W/（m2? K）。已知鋼的導(dǎo)熱系數(shù)為 45.4 W/（m ? K）。試計(jì)算： （ 1）管壁熱阻占總阻力的百分?jǐn)?shù)；（ 2）冷水流速提高一倍，則總傳熱系數(shù)有 何變化？（ 3）氣體流速提高一倍，則總傳熱系數(shù)有何變化？ （原題 8 ） 解：（1）根據(jù)題意dmdo di25 20lndodiln 25mm22.4mm20管壁熱阻占總阻力的百分?jǐn)?shù)b

19、ddm1 doR doi diRsi dib do100%dmRso20.8 2000 20.8W/ m2 3482W / m2 2.5 10 3 25總傳熱系數(shù)為：. . 下載可編輯Ko1 do1R do b doR 1RsiRsoi dididm131 25 2.5 10 303482 20248.97W / m2 45.42522.4W / m2 1503)氣體流速提高 1 倍后，管外的對(duì)流傳熱系數(shù)變?yōu)椋簅o20.8 50 20.8W/ m2 87.06W / m2 總傳熱系數(shù)為：Ko1 doi di1do b doRsididm11 25 0 2.5 10 3 25 2000 20 0

20、 82.15W / m2 1 W / m2 45.422.487.0611 11實(shí)驗(yàn)測定管殼式換熱器的總傳熱系數(shù)時(shí)，水在換熱器的列管內(nèi)作湍流流動(dòng)， 管外為飽和水蒸汽冷凝。 列管由直徑為 252.5mm的鋼管組成。 當(dāng)水的流速為 1m/s時(shí)，測得基于管外表面積的總傳熱系數(shù) Ko為 2115 W/( m 2) ；若其它條 件不變，而水的速度變?yōu)?1.5m/s 時(shí)，測得 Ko為 2660 W/( m2 ) 。試求蒸汽冷 凝傳熱系數(shù)。假設(shè)污垢熱阻可以忽略不計(jì)。解：設(shè)水流速為 1m/s時(shí)， i用 1.0表示， K用 K1.0表示；速度為 1.5m/s 時(shí)， i用1.5表示， K用 K1.5表示。由總傳熱

21、系數(shù)的計(jì)算式可以得到：11dob do1K1.01.0didm11dob do1K1.51.5didm兩式相減，11可以得到： 1 1do 11K1.0K15di1.01.5其中，2K1.0 2115 W/( m 2 ) ， K1.522660 W/( m 2 ) ， do 25mm，. . 下載可編輯di 20mm。11di1120 11.01.5doK1.0K1525 2115126607.76 10 5 ( m 2)/ W根據(jù)流體在圓形直管內(nèi)做湍流時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù)關(guān)系式，可以得到：0.8u1.51.50.81.5 1.0u1.0由以上兩個(gè)式子可以求得21.0 =3569 W/（ m2），

22、1.0 1.383 1.021.5 =4936 W/( m2)。根據(jù)K11.01 dob do1.0 di dm12，其中 K1.0 2115 W/( m2)， do 25mm， odi 20mm， dm222.5mm，b=2.5mm，=45W/( m)， 1.0 =3569 W/( m )。可以求得 o 15900W / m2 。1212某套管式換熱器用于機(jī)油和原油的換熱。原油在套管環(huán)隙流動(dòng)，進(jìn)口溫度 為 120 ，出口溫度上升到 160；機(jī)油在內(nèi)管流動(dòng)，進(jìn)口溫度為 245，出口 溫度下降到 175。（1）試分別計(jì)算并流和逆流時(shí)的平均溫度差；（ 2）若已知機(jī)油質(zhì)量流量為 0.5kg/s ，比

23、熱為 3kJ/ （kg? ），并流和逆流時(shí) 的總傳熱系數(shù) K均為 100 W/（m2? K），求單位時(shí)間內(nèi)傳過相同熱量分別所需要的 傳熱面積。（原題 5）解：（1）逆流時(shí)：tm1t 2tT2 t1t21tln 2tln T2 t1T1t2175 120 245 160175 120ln245 16068.9并流時(shí)：tm1t 2tT2 t21tln 2tln T1 t1T2 t2245 120 175 160245 120ln175 16051.92）逆流時(shí)換熱面積：. . 下載可編輯QWhcph T1 T2Ko mtKo mt并流時(shí)換熱面積：0.5 3000 245 175 m2 15.2m2

24、100 68.9SoQWhcph T1 T2Ko mtKotmQcWcC pc t2t115 10336001.76 10355 20W 256.7kW0.5 3000 245 175 m2 20.2m2100 51.91313某列管換熱器由多根 252.5mm的鋼管組成， 將流量為 15噸/ 小時(shí)的苯由 20加熱到 55，苯在管中流速為 0.5m/s ，加熱劑為 130的飽和水蒸氣在管 外冷凝，其汽化潛熱為 2178kJ/kg ，苯的比熱 cp=1.76kJ/（kg ? K），密度 3 -3=858kg/m3，粘度 =0.52 10-3Pa? s，導(dǎo)熱系數(shù) =0.148W/（m? K），熱損

25、失、 管壁及污垢熱阻均忽略不計(jì)，蒸汽冷凝的=104 W/（m2? K） 。試求：（1）水蒸氣用量（ kg/h ）；（ 2）傳熱系數(shù) K（以管外表面積為基準(zhǔn)） ；（3）換熱器所需管數(shù) n及單根管長度 l 。解：（1）加熱冷流體苯所需要的熱量水蒸汽用量：Q 256.7kWWh0.1179kg / s 424.3kg / hh r 2178kJ / kg（2）流體在管內(nèi)強(qiáng)制湍流傳熱系數(shù) 苯的平均溫度 55 20 37.5 ，此狀況下的物性為：20.52mPa s，858kg / m3 ， cp 1.76kJ / kg ， 0.148W / m Redu0.020 0.5 8580.52 104165

26、00 104Prcp31.76 10330.52 10 30.148 106.1838帶入 i 表達(dá)式有：. . 下載可編輯0.023 Re0.8 Pr0.4 d0.023 0.148 165000.8 6.18380.4 W / m2 0.02834.5W / m2 10000W / mKoKo3)1 do1i di625.8W / m2因?yàn)閂s12dn4所以可以求得換熱面積： Sotmt1 t2ln t1t21 25834.5 20ms131Ko tmSoKomt1 m2 /W10000150003600T t1ln T t1T t2256.7 103 2 m625.8 91.4m/ s

27、0.5m/ s 123.142 0.0202 858 n4130 20 130 55 91.4ln 130 20130 5524.488m2又 So n dollSon do4.487m31 3.142 0.0251.84m1414在一套管式換熱器中用水逆流冷卻熱油，已知換熱器的傳熱面積為3.5m2。冷卻水走管內(nèi)，流量為 5000kg/h ，流動(dòng)為強(qiáng)制湍流，入口溫度為 20；熱油走 套管環(huán)隙，流量為 3800kg/h ，入口溫度為 80，其比熱 cp=2.45kJ/(kg ? K)。已知兩流體的對(duì)流傳熱系數(shù)均為 2000W / m2 K 。管壁厚度、管壁熱阻、污垢 熱阻均可以忽略。試計(jì)算冷熱流

28、體的出口溫度。如果由于工藝改進(jìn)，熱油的出 口溫度需要控制在 35以下，當(dāng)通過提高冷卻水流量的方法來實(shí)現(xiàn)時(shí)，冷卻水 的流量應(yīng)控制為多少？. . 下載可編輯解：( 1)原工況下：Qc WcC pc t2 t1 Qh WhC ph T1 T2Q KS tm KS T1 t2 T2 t1 WhCph T1 T2 ln T1 t2T2 t1以上兩式整理化簡后可以得到：ln T1 t2KS 1 WhCphT2 t1 WhCphWcCpc本題中， t 1=20, T 1=80, Wh=3800kg/h, Wc=5000 kg/h, c ph=2.45 kJ/(kg ? K), cpc=4.18 kJ/(kg

29、 ? K),3800 2.455000 4.180.4455所以 T1t2 expKS 1WhCphT2t1WhCphWcCpc又WcCpct2 t1WhCph T1T2T1 T2WcCpc12.245t2 t1WhCph0.4455所以WWchCCppchexp1000 3.53800360032.45 1031 0.44552.12聯(lián)立上述兩式，可以求得 T2=39.9 ， t 2=37.8 ( 2)在新工況下，聯(lián)立上述方程式，試差求解得到 Wc=7135kg/h。1515某列管換熱器由多根 252.5mm 的鋼管組成，管束的有效長度為 3.0m。 通過管程的流體冷凝殼程流量為 5000k

30、g/h 、溫度為 75的飽和有機(jī)蒸汽，蒸汽 2的冷凝潛熱為 310kJ/kg ，蒸汽冷凝的對(duì)流傳熱系數(shù)為 800 W/(m2? K)。冷卻劑在 管內(nèi)的流速為 0.7m/s ，溫度由 20升高到 50，其比熱為 cp=2.5kJ/ (kgK), 密度為 =860kg/m3，對(duì)流傳熱系數(shù)為 2500 W/(m2? K)。蒸汽側(cè)污垢熱阻和管壁 熱阻忽略不計(jì)，冷卻劑側(cè)的污垢熱阻為 0.00055 m2? K / W 。試計(jì)算該換熱器的 傳熱面積并確定該換熱器中換熱管的總根數(shù)及管程數(shù)。解：有機(jī)蒸汽冷凝放熱量：5000 3Q Wh r 310 103W 431kWh 3600傳熱溫差. . 下載可編輯1t

31、 2ttmm ln 1t2tT t1 T t2ln T t1T t275 20 75 50 3875 20 ln75 50總傳熱系數(shù)：Ko1 do1do b do1RsiRsoi dididm125 0.00055 0 2500 20 20 410W/ m2 1 25W/01800m2 所需的換熱面積：SoKo tm431 103 2 m410 3827.7m2冷卻劑用量：WcQCpc t2t14312.5 103每程換熱管的數(shù)目：Vsn1s1 di2 u4i管程數(shù)為：ms12 diu4iSo27.7dol n103kg/ s 5.75kg / s50 205.751 3.142 0.0202

32、 860 0.7 3043.923.142 0.025 3.0 30取管程數(shù)為 4總管數(shù)目： n總 n N 30 4 1201616在一臺(tái)管殼式換熱器中， 殼方 120的水蒸汽冷凝將一定流量的空氣由20加熱到 80，2空氣的對(duì)流傳熱系數(shù) i =100W/（ m2? ）。換熱器由 25 2.5mm ，L=6m的 100 根鋼管組 成。現(xiàn)因?yàn)楣に囆枰?，空氣流量增?0%，要維持對(duì)空氣的加熱要求，有人建議采用如下四種措施：（1）將管方改為雙程， （2）增加管長到 8m，（3）將管束改為 19 2mm 的規(guī)格， （4）將蒸汽溫度提高到 124。已知蒸汽的量足夠，試通過定量計(jì)算，必要時(shí)作合理簡化， 說明

33、上述措施能否滿足需要。. . 下載可編輯Kodi i do11020 W / m2 25288W / m2 tm1t2tT t1T t2120 20120 80 65.481tTt112020lnlnln2tTt212080QKoSotm 8847.1265.48W271.5kW流量增加40%后：Q Q1.4 271.5 1.4kW380.1kW解：原工況下：So n dol100 3.142 0.025 6m2 47.12m2措施之一 ：將管方改為雙程：傳熱系數(shù)Ko Ko 20.8 1.40.8 88 20.8 1.40.8W / m2 200.5W / m2 換熱面積與傳熱溫差不變，所以熱

34、負(fù)荷：Q KoSo tm 200.5 47.12 65.48W 618.8kW 380.1kW ，故滿足要求。 措施之二 ：增加換熱管長：傳熱系數(shù)Ko Ko 1.40.8 88 1.40.8W/m2 115.2W/m2 l 8換熱面積 So So47.12 m2 62.83m2l6傳熱溫差不變，所以熱負(fù)荷：Q KoSo tm 115.2 62.83 65.48W 473.9kW 380.1kW ，故滿足要求。措施之三 ：改為 19 2mm的換熱管 : 對(duì)流傳熱系數(shù)，流量不變的情況下，改變管徑，對(duì)流傳熱系數(shù)與管徑的 -1.8 次 方成正比，再考慮改變流量的情形，所以有：151.8200.81.4

35、11015201.81.40.8W/m2 241.6W/m2 傳熱系數(shù)： Kodi 241.6 15 W / m2 190.7W / m2 do19換熱面積： Son dol 100 3.142 0.019 6m2 35.81m2熱負(fù)荷：Q KoSo tm 190.7 35.81 65.48W447.4kW380.1kW ，故滿足要求。措施之四 ：提高蒸汽溫度：. . 下載可編輯KoSot2 t1lnTTWcCpc(t2 t1)所以 lnT t1T t2120 20 ln120- 800.9163KoSoWcCpcln Ts t1 1.40.8KoSoTs t2 1.4WcCpc0.91630

36、.21.40.8567可以求得 Ts 124.3 ，此時(shí)蒸汽壓力為 230kPa。 注：無論是何種措施，蒸汽流量需要增加 40%，滿足熱量衡算的要求 所以（ 1）滿足（ 2）滿足（ 3）滿足（ 4）不滿足。17一列管換熱器 （管徑 25 2.5mmmm），傳熱面積 12m2（按管外徑計(jì)， 下同）。今擬使 80 的飽和苯蒸汽冷凝、冷卻到 45。苯走管外，流量為 1kg/s ；冷卻水走管內(nèi)與苯逆流，其 進(jìn)口溫度為 10，流量為 5kg/s 。已估算出苯冷凝、冷卻時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù)分別為2 2 21500 W / m2 K 、870W/m2 K ；水的對(duì)流傳熱系數(shù)為 2400W / m2 K 。取水側(cè)的污 垢熱阻為 0.26 10 -3 m2 K / W ，并忽略苯側(cè)的污垢熱阻及管壁熱阻。問此換熱器是否可 用？ 已知水、液體苯的比熱分別為 4.18 kJ/ kg K 、1.76 kJ/ kg K ；苯蒸汽的冷凝潛熱 r