化工原理第七章例题

化工原理

四川大学化工学院

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第七章 传热 经典例题

A1

SCU.CE MPFL 2011-1-7

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在由102根 25×2.5, 长为 的钢管组成的列管式换热器中，用饱 根 长为3m的钢管组成的列管式换热器中 的钢管组成的列管式换热器中， 在由 × 和水蒸汽加热空气。已知加热蒸汽的温度为132.9℃,空气的质量 和水蒸汽加热空气。已知加热蒸汽的温度为 ℃ 流量为7200kg/h,空气的进出口温度分别 ℃和60℃。此操作条 流量为 ，空气的进出口温度分别20℃ ℃ 件下的空气热容为1.005kJ/kg ℃,粘度为 粘度为1.81×10-5Pa.s。空气的 件下的空气热容为 × 。 对流给热系数为50W/m2 ℃, 蒸汽冷凝给热系数为 蒸汽冷凝给热系数为8000W/m2 ℃, 对流给热系数为 管壁热阻、垢层热阻及热损失可忽略不计。试求: 管壁热阻、垢层热阻及热损失可忽略不计。试求 1. 加热空气需要的热量为多少 加热空气需要的热量为多少? 2. 总传热系数为多少 总传热系数为多少? 3. 此换热器能否完成生产任务 此换热器能否完成生产任务? 4. 若空气量增加 若空气量增加20%,则空气出口温度变为多少？ ,则空气出口温度变为多少？ 若空气流量改变为8000 kg/h, 这时空气实际出口温度应为多少 (若空气流量改变为 度? )

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在86根φ25×2.5mm,长3m不锈钢管构成的列管式换热器 根 × , 不锈钢管构成的列管式换热器 用饱合水蒸汽在管间冷凝， 内，用饱合水蒸汽在管间冷凝，加热管内呈湍流流动的 某溶液，溶液进.出口温度分别为 出口温度分别为20℃ 某溶液，溶液进 出口温度分别为 ℃和70℃,比热为 ℃ 3kJ/kg ℃,给热系数为 给热系数为500W/m2 ℃,饱和水蒸汽温度为 132.9℃,给热系数为 ℃ 给热系数为104W/m2 ℃,不锈钢的导热系数为 16W/m ℃,垢层热阻和热损失可忽略不计。试确定： 垢层热阻和热损失可忽略不计。试确定： (1)换热器每小时能处理多少溶液 )换热器每小时能处理多少溶液? (2)若溶液量增加一倍，在其它条件不变情况下，用改 )若溶液量增加一倍，在其它条件不变情况下， 变饱和水蒸汽的温度来完成生产任务， 变饱和水蒸汽的温度来完成生产任务，饱和水蒸汽的温 度应变为多少? 度应变为多少

A3

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某生产过程，需将 的空气从20℃加热到80℃ 某生产过程，需将2400kg/h的空气从 ℃加热到 ℃, 的空气从 空气的平均比热容为1.0kJ/(kg. ℃),平均密度为 ),平均密度为 空气的平均比热容为 ( 1.1kg/m3。120℃的饱和蒸汽在壳层加热。空气在管内作 ℃的饱和蒸汽在

壳层加热。 强制湍流流动， 强制湍流流动，Re>104。采用的单管程列管式换热器尺 。 寸如下： 寸如下：φ25mm×2.5mm,管长为 ，管子数为 × ,管长为3m,管子数为100根 根 试求： 。试求： 1.上述换热器的总传热系数为多少 1.上述换热器的总传热系数为多少？ 上述换热器的总传热系数为多少？ 2.现仓库里有一台φ19mm×2mm,管长为 ，管子数 现仓库里有一台φ 现仓库里有一台 × ,管长为3m, 根的单管程列管式换热器， 为100根的单管程列管式换热器，试核算该换热器是否能 根的单管程列管式换热器 代替上述换热器？ 代替上述换热器？

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