热交换器计算题
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壳侧
t1'
300
℃
t2'
t1"
210
℃
t2"
Δtmax=
t1"-t2'=
210-100=
110
Δtmin=
t1'-t2"=
300-200=
100
Δtim=
(Δtmax-Δtmin)/in(Δtmax/Δtmin)=
104.9205869
P=
(t2"-t2')/(t1'-t1")= (E3-E2)/(B2-E2)=
管侧 ℃ ℃ ℃ ℃
℃
wk.baidu.com
数据，解得t1″=71.5℃】 为每小时13500kg，总传热系数K=1740W/（m2
】 热水流量为9360kg/h，冷水流量为4680kg/h，传热系数为830W/ （kg•℃）。
19℃下降到45℃，空气流量为19.6kg/min，换热器总传热系数
W1=Wmax，W2=Wmin， Rc=Wmin/Wmax=4680/9360=0.5，
又
NTU=KF/Wmin F=NTUWmin/K=
解法二：由热平衡方程W1(t1′-t1″)=W2(t2″-t2′)，代入数据，解得t1″=85℃ 逆流型换热器的对数平均温差为
【或者用算术平均温差Δtm= (Δtmax+Δtmin)】 传热量Q=W2Δt2=5441.8 (32-4)=152370.4W 又
K）），冷却水流量为1.2kg/s，油流量为2kg/s，设总传热系数K=275W/(m2 K),传热面积A=20m2，试确定水与油各自的出口温度。 解：取水的定压质量比热cp=4200J/(kg K)， 热油的热容量 W1=M1c0=2 2100=4200W/K, 冷水的热容量 W2=M2cp=1.2 4200=5040W/K 因而 W1=Wmin，W2=Wmax 则 , ,
（4）2-4型管壳式，热流体在壳侧；
（5）顺列布置。
解：（1）Δtmax=t1″-t2′=210-100=110℃ Δtmin=t1′-t2″=300-200=100℃ 由课本图1.14查得
0.92
Δtm=104.9 0.92=96.5℃ （3）由课本图1.8查得
0.85 Δtm=104.9×0.85=89.2℃
5.在一台1-2型壳式换热器中，管内冷却水从16℃升高到35℃，管外空气从119℃下降到45℃，空气流 K=84W/（m2•K），试计算所需的传热面积。 解：先按逆流算出对数平均温差为
故查图1.8，, =0.952，故对数平均温差
空气平均温差 cp=1009J/(kg•K) 空气的换热量
故需传热面积
3.一台逆流式水-水换热器，t1′=87.5℃,流量为每小时9000kg，t2′=32℃，流量为每小时13500kg，总传热 K），传热面积A=3.75m2，试确定热水的出口温度。 解：取水的定压质量比热cp=4200J/( kg•K) 热水热容量
冷水热容量
因而W1=Wmin，W2=Wmax
【或利用实际传热量Q=εWmin(t1′-t2′)=W1(t1′-t1″)，代入数据，解得t1″=64.7℃】 所以热水的出口温度为64.7℃。 4.温度为99℃的热水进入一个逆流型的热交换器，将4℃的冷水加热到32℃，热水流量为9360kg/h，冷 （m2•℃），试计算该热交换器的传热面积和传热有效度。水的比热为cp=4186J/（kg•℃）。 解法一：
（4）由课本图1.11查得
0.97
Δtm=104.9×0.97=101.8℃ （5）Δtmax =t1′-t2′=300-100=200℃
Δtmin =t1″-t2″=210-200=10℃
管侧 100 200
96.52693992
2.1-2型管壳式换热器，用30℃的水来冷却120℃的热油（c0=2100J/（kg
0.5
R=
(t1'-t1")/(t2"-t2')= (B2-B3)/(E3-E2)=
0.9
查得Φ= 0.92
Δtm=Δtim*Φ= Δtm=104.9*0.92=
1.已知，，，。试计算下列流动布置时换热器的对数平均温差。
（1）逆流布置；
（2）一次交叉，两种流体均不混合；
（3）1-2型管壳式，热流体在壳侧；
传热有效度 代入数据，得 0.539 又因为 ,所以解得 t1″=71.5℃【或利用实际传热量Q=εWmin(t1′-t2′)=W1(t1′-t1″)，代入数据，解得t1″=71.5℃】 热平衡关系 W1(t1′-t1″)=W2(t2″-t2′),即 4200 (120-71.5)=5040 (t2″-30),解得t2″=70.3℃ 所以水的出口温度为70.3℃，油的出口温度为71.5℃
t1'
300
℃
t2'
t1"
210
℃
t2"
Δtmax=
t1"-t2'=
210-100=
110
Δtmin=
t1'-t2"=
300-200=
100
Δtim=
(Δtmax-Δtmin)/in(Δtmax/Δtmin)=
104.9205869
P=
(t2"-t2')/(t1'-t1")= (E3-E2)/(B2-E2)=
管侧 ℃ ℃ ℃ ℃
℃
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数据，解得t1″=71.5℃】 为每小时13500kg，总传热系数K=1740W/（m2
】 热水流量为9360kg/h，冷水流量为4680kg/h，传热系数为830W/ （kg•℃）。
19℃下降到45℃，空气流量为19.6kg/min，换热器总传热系数
W1=Wmax，W2=Wmin， Rc=Wmin/Wmax=4680/9360=0.5，
又
NTU=KF/Wmin F=NTUWmin/K=
解法二：由热平衡方程W1(t1′-t1″)=W2(t2″-t2′)，代入数据，解得t1″=85℃ 逆流型换热器的对数平均温差为
【或者用算术平均温差Δtm= (Δtmax+Δtmin)】 传热量Q=W2Δt2=5441.8 (32-4)=152370.4W 又
K）），冷却水流量为1.2kg/s，油流量为2kg/s，设总传热系数K=275W/(m2 K),传热面积A=20m2，试确定水与油各自的出口温度。 解：取水的定压质量比热cp=4200J/(kg K)， 热油的热容量 W1=M1c0=2 2100=4200W/K, 冷水的热容量 W2=M2cp=1.2 4200=5040W/K 因而 W1=Wmin，W2=Wmax 则 , ,
（4）2-4型管壳式，热流体在壳侧；
（5）顺列布置。
解：（1）Δtmax=t1″-t2′=210-100=110℃ Δtmin=t1′-t2″=300-200=100℃ 由课本图1.14查得
0.92
Δtm=104.9 0.92=96.5℃ （3）由课本图1.8查得
0.85 Δtm=104.9×0.85=89.2℃
5.在一台1-2型壳式换热器中，管内冷却水从16℃升高到35℃，管外空气从119℃下降到45℃，空气流 K=84W/（m2•K），试计算所需的传热面积。 解：先按逆流算出对数平均温差为
故查图1.8，, =0.952，故对数平均温差
空气平均温差 cp=1009J/(kg•K) 空气的换热量
故需传热面积
3.一台逆流式水-水换热器，t1′=87.5℃,流量为每小时9000kg，t2′=32℃，流量为每小时13500kg，总传热 K），传热面积A=3.75m2，试确定热水的出口温度。 解：取水的定压质量比热cp=4200J/( kg•K) 热水热容量
冷水热容量
因而W1=Wmin，W2=Wmax
【或利用实际传热量Q=εWmin(t1′-t2′)=W1(t1′-t1″)，代入数据，解得t1″=64.7℃】 所以热水的出口温度为64.7℃。 4.温度为99℃的热水进入一个逆流型的热交换器，将4℃的冷水加热到32℃，热水流量为9360kg/h，冷 （m2•℃），试计算该热交换器的传热面积和传热有效度。水的比热为cp=4186J/（kg•℃）。 解法一：
（4）由课本图1.11查得
0.97
Δtm=104.9×0.97=101.8℃ （5）Δtmax =t1′-t2′=300-100=200℃
Δtmin =t1″-t2″=210-200=10℃
管侧 100 200
96.52693992
2.1-2型管壳式换热器，用30℃的水来冷却120℃的热油（c0=2100J/（kg
0.5
R=
(t1'-t1")/(t2"-t2')= (B2-B3)/(E3-E2)=
0.9
查得Φ= 0.92
Δtm=Δtim*Φ= Δtm=104.9*0.92=
1.已知，，，。试计算下列流动布置时换热器的对数平均温差。
（1）逆流布置；
（2）一次交叉，两种流体均不混合；
（3）1-2型管壳式，热流体在壳侧；
传热有效度 代入数据，得 0.539 又因为 ,所以解得 t1″=71.5℃【或利用实际传热量Q=εWmin(t1′-t2′)=W1(t1′-t1″)，代入数据，解得t1″=71.5℃】 热平衡关系 W1(t1′-t1″)=W2(t2″-t2′),即 4200 (120-71.5)=5040 (t2″-30),解得t2″=70.3℃ 所以水的出口温度为70.3℃，油的出口温度为71.5℃