传热计算例题

例1． 将0.417kg/s ，353K 的某液体通过一换热器冷

却到313K ，冷却水的进口温度为303K ，出口温度不超过308K ，已知液体的比热容c ph =1.38 kJ/（kg ⋅K ），若热损失可忽略不计，试求该换热器的热负荷及冷却水的用量。

解：由于热损失可忽略不计，换热器的热负荷为：

()21T T c G Q Q ph h h -=='

()3133531038141703-⨯⨯⨯=..

23000= W=23 kW

冷却水的消耗量，可由热量衡算式确定。由于热损失可忽略不计，应有：

c h Q Q =或()h pc c Q t t c G =-12 冷却水平均温度为5.3052

308303=+K ，由附录查得水的比热容为4.18 kJ/（kg ⋅K ）

()()1.130********.423000312=-⨯⨯=-=t t c Q G pc h c kg/s

例2． 某列管换热器用压强为110kN/m 2的饱和蒸汽加

热某冷液体；流量为5m 3/h 的冷液体在换热管内流动，温度从293K 升高到343K ，平均比热容为1.756 kJ/（kg ⋅K ），密度为900kg/m 3。若换热器的热损失估计为该换热器热负荷的8%，试求热负荷及蒸汽消耗量。

解：冷液体在列管换热器的管程被加热，该换热器的热

负荷在数值上等于冷流体吸收的热量，即；

()12t t c G Q Q pc c c -=='

()2933431075613600

90053-⨯⨯⨯⨯=='.c Q Q 110000=W=110kW

由附录查得110kN/m 2压力下饱和水蒸汽的冷凝潜热为

2245kJ/kg ，由热量衡算式可得水蒸气消耗量为：

()05280224508011108..%=+⨯=+=h c c h r Q Q G kg/s=190kg/h

例3． 单管程、单壳程列管换热器，采用225⨯φmm 的

钢管作为换热管。某气体在管内流动，某液体在管外流动。已知气体一侧的给热系数为50 W/（m 2⋅K ），液体一侧的给热系数为1700W/（m 2⋅K ），钢的导热系数为45 W/（m ⋅K ），污垢热阻忽略不计。试求：

（1）传热系数o K ；

（2）若将气体的给热系数提高一倍，其它条件不变，o

K 如何变化？

（3）若将液体的给热系数提高一倍，其它条件不变，o

K 又如何变化？

解：（1）由式（3-35）知：

o

m o i i o o d d d d K αλδα11++= 231044521700

1234525102215025--⨯=+⨯⨯⨯+⨯=. m 2⋅K/ W

940.=o K W/（m 2⋅K ）

（2）当管内气体i α提高一倍时

231025411700123452510221502251--⨯=+⨯⨯⨯+⨯⨯='.o

K m 2⋅K/ W 7479.='o

K W/（m 2⋅K ） %%...%951009

40940479100=⨯-=⨯-'o o o K K K 传热系数比原来提高了95%。

（3）当管外液体o α提高一倍时

231041521700212345251022150251--⨯=⨯+⨯⨯⨯+⨯=''.o K m 2⋅K/ W

441.=''o

K W/（m 2⋅K ） %.%...%21100940940441100=⨯-=⨯-''o

o o K K K 传热系数比原来提高了1.2%。

可见，气体一侧的热阻远大于液体一侧的热阻，提高空

气一侧给热系数i α将有效地增加传热系数。

例4． 用温度为573K 石油热裂解产物来预热石油。石

油的进换热器的温度为298K ，出换热器的温度为453K ，热裂解产物的最终温度不得低于473K 。试分别计算并流和逆流时的平均温度差，并加以比较。

解：（1）逆流流动时

热流体 573K

→ 473K 冷流体 453K ← 298K

120=∆小t K 175=∆大t K 146120175120175=-=-=ln ln 小

大

小大t t t t t m ∆∆∆∆∆K 由于2120

175<=小大t t

∆∆，所以可以用算术平均值计算平均温度差。 51472

1201752.=+=+=小大t t t m ∆∆∆K 由此可见其误差是很小的，在工程计算中这么小的误差

是允许的。

（2）并流流动时

热流体 573K

→ 473K 冷流体 298K

→ 453K 275=∆大t K 20=∆小t K

972027520275=-=-=ln ln 小

大小大t t t t t m ∆∆∆∆∆ K 2．钻孔常用的钻头是 麻花钻 ，直柄使用 钻夹头 夹持，锥柄使用钻头套 夹持。

3．攻螺纹使用的工具是 丝锥 和 绞杆 ，套螺纹使用的工具是 圆板牙 和 板牙架 。

4拆卸的顺序一般是 由外向内 、 从上到下

5．烙铁钎焊常用的焊料有 焊锡 、 纯锡

6．烙铁钎焊常用的焊剂有 松香 、 松香酒精溶液 、焊膏 和 盐酸 等。

7． 电荷 有规则的移动就形成电流。电流的方向规定为 正电荷 运动的方向。

8．单位时间内通过导体任一横截面的电量叫 电流强度 ，用符号 I 表示，单位为 A 安培 。

9．大小、方向都不随时间变化的电流叫 稳恒电流 ，简称 直流 。