传热习题课课件

1、有一传热面积为20m2换热器，用温度为20℃，流量为13200kg/h的冷却水，冷却进口温度为110℃的醋酸，两流体呈逆流流动。换热器刚投入使用时，冷却水出口温度为45℃，醋酸出口温度为40℃，运转一段时间后，冷热流体流量、进口温度不变，冷却水出口温度降到38℃，水比热为4.2kJ/kg·℃，忽略管壁及两侧污垢热阻和热损失。试求：传热系数下降的百分率。7.在一套式换热器中，用冷却水将1.25kg/s的苯由350K冷却至300K，冷却水进口温度、出口温度分别为290K和320K，苯的比热容1.86kJ/(kg·K)。试求冷却水消耗量(忽略热损失）。解：已知ws,1=1.25kg/s，T1=350K，T2=300K，t1=290K，t2=320K；cp1=1.86kJ/(kg·K)冷却水定性温度：

℃，由此查得：cp2=4.174kJ/(kg·K)代入数据，得：

解得：ws,2=0.918kg/s8.在列管换热器中用冷水冷却油。水在直径为ф19mm×2mm的列管内流动。已知管内水侧对流传热系数为3490W/(m2·℃)，管外油侧对流传热系数为258W/(m2·℃)。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0.00026(m2·℃)/W，油侧污垢热阻为0.000176(m2·℃)/W。管壁的热导率为45W/(m·℃)。求：(1)产生污垢前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。解：已知：d1=0.019m，d2=0.015m，α1=258W/(m2·℃)，α2=3490W/(m2·℃)，Rs1=0.000176(m2·℃)/W，Rs2=0.00026(m2·℃)/W，λ=45W/(m·℃)在污垢形成前的总热阻：9.某列管换热器的管程走冷却水，有机蒸汽在管外冷凝。在新使用时冷却水的进、出口温度分别为20℃和30℃。使用一段时间后，在冷却水进口温度与流量相同的条件下，冷却水出口温度降为26℃。已知换热器的传热面积为16.5m2，有机蒸汽的冷凝温度为80℃，冷却水流量为2.5kg/s，求污垢热阻。解：已知：t1=20℃，t2=30℃，T

=80℃，T’

=80℃，S=16.5m2，wc=2.5kg/s。冷却水定性温度：℃由此查得：cp2=4.179kJ/(kg·K)，℃当冷却水出口温度降低后，有：℃11.在一内管为ф180mm×10mm的套管式换热器中，管程中热水流量为3000kg/h，进、出口温度分别为90℃和60℃。壳程中冷却水的进口温度、出口温度分别为20℃和50℃，总传热系数为K=2000W/(m2·℃)。试求：(1)冷却水用量；(2)并流流动时的平均温度差及管子的长度；(3)逆流流动时的平均温度差及管子的长度。(忽略热损失）解：已知d1=0.18m，d2=0.16m，ws,2=3000kg/h，T1=90℃，T2=60℃，t1=20℃，t2=50℃；K=2000W/(m2·℃)冷却水定性温度：℃由此查得：cp1=4.174kJ/(kg·℃)热水定性温度℃由此查得：cp2=4.187kJ/(kg·℃)(1)ws1=3009kg/h(2)并流流动解得：L=3.0m(3)逆流流动两端温差ΔT1=ΔT2=40℃∴ΔTm=40℃解得：L=2.31m12.在逆流套管换热器中，用初温为20℃的水将1.25kg/s的液体[比热容为1.9kJ/(kg·℃)，密度为850kg/m3],由80℃冷却到30℃。换热器的列管直径为ф25mm×2.5mm，水走管内。水侧和液体侧的对流传热系数分别为850W/(m2·℃)和1700W/(m2·℃)，管壁导热系数λ=45W/(m·℃)，污垢热阻可忽略。若水的出口温度不能高于50℃，求水的流量和换热器的传热面积。解：已知：t1=20℃，cp2=4.183kJ/(kg·℃)，cp1=1.9kJ/(kg·℃)，ws1=1.25kg/s，ρ1=850kg/m3，T1=80℃，T2=30℃，d1=0.025m，d2=0.02m，α1=1700W/(m2·℃)，α2=850W/(m2·℃)，t2≤50℃根据热量衡算，可列出：令t2=50℃，求得：ws2=0.946kg/s代入数据，可得：K=471.5W/(m2·℃)，℃求得：A=13.8m2逆流传热，对数平均温差算得：14.有一套管式换热器，内管为ф89mm×3.5mm的钢管，苯在内管中流动，其流量为2000kg/h，温度从80℃冷却至50℃。冷却水在环隙中从15℃升至35℃。苯的对流传热系数为230W/(m2·℃)，水侧的对流传热系数为290W/(m2·℃)，忽略污垢热阻。苯的比热容1.86kJ/(kg·℃)，冷却水的比热容为4.178kJ/(kg·℃)。试求：(1)冷却水的消耗量；(2)并流和逆流操作时所需的传热面积(以外表面积为基准)。解：已知d1=0.089m，d1=0.082m，qm2=2000kg/h，T1=80℃，T2=50℃，t1=15℃，t2=35℃，α1＝290W/(m2·℃)，α2＝230W/(m2·℃)苯的定性温度查得苯的比热容为cp2=1.86kJ/(kg·℃)℃水的定性