化學(xué)工藝學(xué)潘鴻章第二章習(xí)題

PAGEPAGE6第二章傳熱習(xí)題1用100℃的水蒸氣加熱φ38mm×2.5mm鋼管內(nèi)的鹽溶液鹽溶液的流量為500kh-1,比定壓熱容為2093.5J.kg-1.-1由20℃加熱到50℃α =930鹽α =5815λ=46.52w.m-1.K-1.求加熱鋼管多少米（以管外表蒸汽面計(jì)算。設(shè)忽略熱損失，可按平面壁考慮。解： 11K 1

768.65w.m2總 1

1 2.510-3 1 蒸汽

5818 46.52 930tt

100-2-100-5）tm

1 tln 1t2

63.83ln8050鹽溶液在熱交換中無(wú)相態(tài)變化

Cm,a

tp,a

t5002093.5(5020)8722.92w1 3600KAtm

A

Ktm lr 2 3.14 103l l 1.49m2 768.6563.83答：略。4.48m23600kg.h-11.88kJ．Kg-1．K-18050℃，2030K。解： 1

cm,a

(Tp,a

T)36001.88(8050)56.4kw2 3600逆流：t

1

=50-20=302tmt 1tmlnt12

50-302= 50 39.125ln30 56.4103忽略熱損失：KAt Km答：略。

Atm

4.48

/m2K480mm200℃，在此溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)為0.614300.52。試求單位時(shí)間通過(guò)單位傳熱面積(lm2)的熱量為多少。解： 0.6140.521 2

m1k2

A(t1

t)2

0.5671(20030)0.48答：略。200mm均勻保溫材料，導(dǎo)熱系數(shù)為，保溫材料外緣溫度為30℃，為測(cè)量設(shè)備壁面溫度，將溫度計(jì)50mm75間每平方米保溫層向外散失的熱量。 1( A)31 1232( A) 1( A)31 1232( A)2tt

t

t-30 75-301

2 31

2101答：略。

0.2 0.05 12φ=60mm3mm的常壓蒸氣管（鋼管50W.--1，外包40mm20℃。試求每秒鐘每米管路散失的熱量。解：rr

r1

27 28.5mm27

l0.179m22 2

rrlnlnr323r2

70 70

0.296m2m2 ln7030 m2 (A)i i i t (A)i i i 0.003 500.179 0.120.296答：略。在φ100mm×5mm134300.05W．m-1．-115鋼管壁很小的熱阻，試求保溫層外壁溫度。解：穩(wěn)態(tài)傳熱，保溫層內(nèi)的導(dǎo)熱速率=保溫層與空氣的對(duì)流給熱速率rr

5080r50mm,r1

80mm,rm

2 2

2

t),Al,A l空 m

2 m m80.08(t15)t32.23答：略。

0.0520.065(134t)0.035mm(λ=50W.--10.5mmλ=50W.-1-（與蒸汽接觸130并與沒(méi)有污垢層和釜體為不銹鋼（有污垢、銅（有污垢）的情況進(jìn)行比較（設(shè)壁面溫度不變。(其中不銹鋼解： t 150解： 1.8104 (i i

A) 510-3i

0.510-350 0.5無(wú)污垢：

t 150130 2.0105w (A) 510-3i i i 50t 150130 1.4104w不銹鋼有污垢：

(A) 510-3 0.510-3i i i 14 0.5銅有污垢：

t 150130 1.975104w (i i

A) 510-3i

0.510-3400 0.5答：略。134.2℃的飽和水蒸氣加熱φ48mm×3mm20℃加熱到75℃，溶劑的體積流量為6m3.h-1,，密度為1080kg.m-3，比定壓熱容為2.9kJ．Kg-1．K-1，求單位時(shí)間（每秒鐘）消耗的蒸汽的量。解：q a,m

(tp,a

t)q b,m610802.9(7520)2165.24q3600解得qb,m

0.133kg/s

b,m答：略。在某一化工生產(chǎn)流程中，換熱器采用一種高溫流體來(lái)預(yù)熱原料液，將原料由25180300200流操作與并流操作時(shí)的平均溫度差，并進(jìn)行比較。解：逆流：

t t

175120t 1 m tln 1t2

ln175120并流：答：略。

t tt t lnm tln 1t2

2752097.29 ln275 2010.3m25mm1.25-1350300290BABA0.85kW．m-2．K-11.70kW．M-2．K-1，管壁和污垢熱阻可忽略。若B320℃，求所需管子的根數(shù)。已知ACp=l.9kJ．Kg-1．K-1，ρ=880kg．m-3。解：鋼管壁和k污垢熱阻可忽略K 111 1 2 1 103/m2.K1 1 0.85 1.7根據(jù)題意：T

=3001 2t=290，t1

=320逆流操作，則tTt1 1 t

30，t2t

Tt2

10tm

1tln t2

218.2Qq Cma

(T1

T)KAtm代入，則A0.2355AnrL則可求出：n=49根答：略。12.300kpa的飽和蒸汽（134℃）通人夾套式換熱器夾套，使甲苯沸騰蒸發(fā)。110.6363.5kJ．Kg-1,1m2200kgK10%，求每小時(shí)消耗多少千克飽和水蒸氣。200解：200 q 363.520.2kw甲苯

3600 KAt設(shè)備

K 設(shè)備Atm

20.2 0.86kw/m21 水

（110%）2168.1q甲苯 答：略。

q 20.210%)/s36.89kg/hm 2168.113.某單程列管式換熱器內(nèi)置直徑為φ25mm×2.5mm的鋼管柬。操作過(guò)程中，苯在換熱器的管內(nèi)流動(dòng)，流量為1.25kg.s-18030℃；冷卻水2050℃，已知水側(cè)和苯側(cè)l400W．m-2．K-10.75W．m-2．K-1，污垢和換熱器的熱l.9kJK-1-145W．m-2．K-1。解：K1

1 0.74w/m2k111

1 2.5103 11 1400 45 0.7512q c