传热操作技术课件第二章传热操作技术
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传热操作技术
1、有一∅108mm ⨯4mm 的管道，内通以200KPa 的饱和蒸气。已知其外壁温度为110℃。内壁温度以蒸气温度计。求每米管长的导热量。
解：已知：2254 5.410r mm m -==⨯ 2221 5.410410 5.010r m ---=⨯-⨯=⨯ 1L m = 2110t ω=℃ 查表得145m λω-=⋅⋅℃ 1120t ω=℃
()222
12 3.14112011045
236720.375.4105.010
36720.37n n
l t Q W r l l r W
πλ--⨯⨯⨯-⨯=
==⨯⨯∴ 每米管长的导热量为 2、水在一圆形直管内呈强制湍流时，若流量及物性均不变，现将管内径减半，则管内对流传热系数为原来的多少倍？
解：已知：12λλ= 2112
d d = 21P P C C = 21μμ= 21ρρ= 21qV qV = 2
222
4
qV u d π
=
0.8
22222222222240.023n
P qV d d C d d ρπλμμλ⎛⎫ ⎪
⎪⎛⎫ ⎪∴= ⎪ ⎪⎝⎭ ⎪ ⎪⎝⎭ 0.8
122222111210.811
240.023222 3.48n P d qV d C d ρπλμμλαα⎛⎫ ⎪
⎪⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭
⎪ ⎪⎝⎭
=⨯=
3、用一列管式换热器来加热某某溶液，加热剂为热水。拟定水走管程，溶液走壳程，已知溶液的平均比热容为13.05KJ Kg - ℃，进出口温度分别为35℃和60℃，其流量为1600Kg h - ；水的进出口温度分别为90℃和70℃。若不考虑热损失，试求热水的消耗量和该换热器的热负荷。
解：已知： 190n t =℃ 270n t =℃ 135c t =℃ 260c t =℃
33.0510P C C J Kg ⋅=⨯ ℃ 111
600600/36006
mc q kg h kg s --===
由题意可知：
()2131 3.051025
612708.3C mc pc c c C Q q C t t Q W
=-=⨯⨯⨯=代入数据
又 不考虑热损失，则在单位时间内热流体放出的热量等于冷流体吸
收的热量
()()()
121212C h
h mh Ph n n C C
mh P h n n Ph n n Q Q Q q C t t Q Q q C t t C t t ∴==-∴==
--
查表可得80℃时，314.19510Ph C J kg -=⨯
℃ 13
12708.3
0.154.1951020
mh q kg s -∴=
=⨯⨯ ∴热水的消耗量为10.15kg s - ，该换热器的热负荷为12708.3w 。 4、在一釜式列管式换热器中，用280KPa 的饱和水蒸气加热并汽化某液体（水
蒸气仅放出冷凝潜热）。液体的比热溶为14.0kJ kg - ℃，进口温度为50℃，沸点为88℃，汽化潜热为22001kJ kg - ，流量为11000kg h - 。忽略热损失，求加热水蒸气的消耗量。
解：已知：280P kPa =水 C =液14.0kJ kg -
℃ 50T =进℃ 88T =沸℃ 11000
1000/3600m q kg h kg s -==
12200r kJ kg -= 潜热 36111000
2200100.61103600
h m Q q r J S -==
⨯⨯=⨯ 湿热 ()()34121000
4.0108850 4.2103600h m Q q C T T J S -=-=
⨯⨯⨯-=⨯ 进沸 6451120.6110 4.210 6.5210h h Q Q Q J S -∴=+=⨯+⨯=⨯
又Q q r = 水水
51
65210Q J S q r r -⋅⨯∴==
水水水
31270.25217810KPa J kg -=⨯ h1在压强下,r 31313.11216310KPa J kg -=⨯
h2压强下,r
270.25,313.11kPa kPa ∴n
由的汽化比焓可求得
280kPa 下汽化比焓r
33
36270.25313.11217810216310270.252802178102.17510n n r r -⨯-⨯=
-⨯-=⨯
541
6
41
6.52103102.17510310q kg s
kg s --⨯∴==⨯⨯∴⨯ 水加热用水蒸气的消耗量为 5、用一单壳程四管程的列管式换热器来加热某溶液，使其从30℃加热至50℃，加热剂则从120℃下降至45℃，试求换热器的平均温度差。 解：当并流时 30℃→50℃ 120℃→45℃
11203090t =-= ℃ 250455t =-= ℃
1212
905
29.4190
5m n n
t t t t l l t --∴
=== ℃ 当逆流时 30℃→50℃ 45℃←120℃
11205070t =-= ℃ 2453015t =-= ℃
1212
70155535.717014
153m n n n
t t t t l l l t --∴
==== ℃ ∴当并流时，换热器的平均温度差为29.41℃，当逆流时，换热器的
平均温度差为35.71℃
6、在某列管式换热器中，管子为∅25mm ⨯2.5mm 的钢管，管内外的对流传热系数