华东理工大学化工考研资料
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本文由ｘｉｅｓｈｕｃａｉ０６０５贡献 ｄｏｃ文档可能在ＷＡＰ端浏览体验不佳。建议您优先选择ＴＸＴ，或下载源文件到本机 查看。 【华东理工大学，１９９８，六】一套管换热器用 １３３℃的饱和蒸汽将管内的氯苯从 ３３℃加热到 ７３℃，氯苯流量为 ５５００ｋｇ／ｈ。现因某种原因，氯苯流量减少到 ３３００ｋｇ ／ｈ，但其进出口温度欲维持不变，试问此时饱和蒸汽温度应为多少才能满 足要求？此 时饱和蒸汽冷凝量为原工况的百分之几？ （设在两种工况下蒸汽冷凝 热阻、管壁热 阻、垢层热阻及热损失均可忽略，且氯苯在管内作湍流流动。忽略 两工况下饱和蒸汽 汽化潜热的变化） 解：由题意： Ｑ ＝ ＫＡ？ｔｍ ＝ ｍ２Ｃｐ２ （ｔ２ ？ ｔ１ ） Ｔ ＇？ ｔ１ ｍ Ｔ ＇？ ｔ ２ 整理得， ２ ＝ ｍ２ ＇ ｌｎ Ｔ ？ ｔ１ Ｔ ？ ｔ２ ｌｎ 解得 Ｔ ＇ ＝ ７４．６°Ｃ ｍ＇ Ｔ ＇ ＝ × １００％ ＝ ５６．１％ ｍ Ｔ 【华东理工大学，１９９９，二】某列管式换热器，壳程通以 ０．２ＭＰａ（绝）的饱和蒸 汽， 可将一定量的冷水从 ２５℃加热至 ６５℃．若加热蒸汽的压强及水的入口温度保 持不变， 水的出口温度降为 ６３℃， 求此时换热器的热流量较原工况有何变化 （以 原工况的相对比值表示）？ 计算时可忽略垢层、管壁及蒸汽侧的热阻，水在管内作 湍流流动。０．２ＭＰａ（绝） 的饱和蒸汽温度为 １２０℃。 解：由题意 Ｑ ＝ ＫＡ？ｔｍ Ｑ ＇ ？ｔｍ ＇ ＝ ＝ １．０２ Ｑ ？ｔｍ 【华东理工大学，２０００，七】用某热流体与甲苯在一台列管式换热器中进行逆流 换热。 列管的管内径为 ２５ｍｍ， 甲苯走管内， 入口温度 ｔ１＝２０℃，出口温度 ｔ２＝８０ ℃； 热流体走管外，入口温度 Ｔ１＝２００℃，出口温度 Ｔ２＝１２０℃。已知此时热流体的对 流 给热系数α１＝１０００Ｗ／ｍ２·Ｋ，甲苯的对流给热系数为α２＝８００Ｗ／ｍ２·Ｋ。现把甲苯的 流量增大 ５０％，试求： （１）热流体的出口温度为多少？ （２）新工况的热流量 Ｑ’ 较原来增加了多少？ Ｐｒ＞０．７， 管壁热阻可忽略， 流体物性随温度的变化可忽略） （已知甲苯的 Ｒｅ＞１０ ， ４ 解：（１）由题意 ｍ ＇ ＝ １．５ｍ 流速 ｕ ＇ ＝ １．５ｕ λ ？ ｄ ｕρ ？ α ｉ ＝ ０．０２３ ？ ｉ ？ Ｐｒ ０．４ ｄｉ ？ μ ？ α ｉ ＇ ＝ １．５０．８ α ｉ
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ｐａｇｅ ３
由 Ｑ ＝ ｍＣ ｐ （ｔ２ ？ ｔ１ ） ＝ Ｋ ｏ Ａ？ｔｍ 可得， ｔｍ ＇ ＝ １．５０．２ ＝ １．０８ ？ｔｍ ０．８ 【华东理工大学，２００１，二】一列管式换热器，内有 φ１９ｍｍ × ２ｍｍ 钢管 ３３ 根， 管长 １．５ｍ，单管程。现将此换热器用来冷凝某工艺物料的蒸汽，壳程蒸汽冷凝 温度为 ９０℃，蒸汽侧热阻、管壁热阻可忽略。冷却水走管程，进口温度 ｔ１＝１５℃， 流量为 ２１ｍ３／ｈ。试求： （１）蒸汽冷凝量为多少？冷却水的出口温度为多少？ （２）
由 Ｑ ＝ ｍＣ ｐ （ｔ２ ？ ｔ１ ） ＝ Ｋ ｏ Ａ？ｔｍ 可得， ｔｍ ＇ ＝ １．５０．２ ＝ １．０８ ？ｔｍ ０．８ 【华东理工大学，２００１，二】一列管式换热器，内有 φ１９ｍｍ × ２ｍｍ 钢管 ３３ 根， 管长 １．５ｍ，单管程。现将此换热器用来冷凝某工艺物料的蒸汽，壳程蒸汽冷凝 温度为 ９０℃，蒸汽侧热阻、管壁热阻可忽略。冷却水走管程，进口温度 ｔ１＝１５℃， 流量为 ２１ｍ３／ｈ。试求： （１）蒸汽冷凝量为多少？冷却水的出口温度为多少？ （２） 夏季时，冷却水进口温度为 ２５℃时，若冷却水流量不变，则蒸汽冷凝量为 多少？ 已 知冷却水比热 Ｃｐ＝４１８０Ｊ／ｋｇ·Ｋ，粘度 μ ＝１ｍＰａ ？ ｓ ，密度 ρ ＝１０００ｋｇ／ｍ ３ ，导热 系 数 λ ＝０．６Ｗ／（ｍ ？ Ｋ） ，物料蒸汽汽化潜热γ＝１．２×１０６Ｊ／ｋｇ。 （设以上物性不随 温度而变） 解：（１）由题意 ｕ ＝ Ｖ ２１／ ３６００ ＝ ＝ １．０ｍ ／ ｓ ２ ２ ｄｉ （ ０．０１５） ｎπ ３３π ４ ４ Ｒｅ ＝ Ｐｒ ＝ ｄｉｕ ρ μ ＝ ＝ ０．０１５ × １．０ × １０００ ＝ １．５ × １０４＞１０ ４ ？３ １．０ × １０ Ｃｐμ λ ４１８０ × １．０ ×１０ ？３ ＝ ６．９７ ０．６ Ｒｅ０．８ Ｐｒ ０．４ ＝ ４３８４．８４Ｗ ／ （ ｍ２ ？ Ｋ ） α ｉ ＝ ０．０２３ λ ｄｉ 由 Ｑ ＝ ｍ２Ｃ ｐ ２ （ｔ２ ？ ｔ１ ） ＝ Ｋ ｏ Ａ？ｔｍ 得
ｐａｇｅ １
ｌｎ Ｔ ？ ｔ１ ｍ２Ｃ ｐ ２ ＝ Ｔ ？ ｔ２ α ｉ ｎπ ｄｌ 整理解得 ｔ２ ＝ ８３．１°Ｃ Ｑ ＝ ｍ２Ｃ ｐ ２ （ｔ２ ？ ｔ１ ） ＝ ｍ１γ 解得 ｍ１ ＝ １３８．４ｋｇ ／ ｓ （２）由 Ｑ ＝ ｍ２Ｃ ｐ ２ （ｔ２ ？ ｔ１ ＇） ＝ ｍ１ ＇ γ 得 ｍ１ ＇ ＝ １１８．１ｋｇ ／ ｓ 【华东理工大学，２００３，六】一管壳式换热器由 ３８ 根 φ ２５ｍｍ × ２．５ｍｍ ，长 ３ｍ 的 钢管组成。１１０℃的饱和蒸汽通入壳程，加热管程中的甲苯，蒸 汽冷凝对流给热 系数为 １００００Ｗ／ｍ ℃，甲苯流量为 ７ｋｇ／ｓ，入口温度为 ３０℃。甲苯 的比热为 １８４０Ｊ／ｋｇ℃。该流量条件下，甲苯侧的对流给热系数为 １０９０Ｗ／ｍ２℃。管壁 很薄， 可忽略管壁及两侧的垢层热阻。试求： （１）此时，甲苯的出口温度为多少？ （２）现因生产需要，甲苯的处理量增加 ５０％，蒸汽冷凝对流给热系数视作不变， 甲 苯的出口温度为多少？ 解：（１）由 Ｑ ＝ ｍ２Ｃ ｐ ２ （ｔ２ ？ ｔ１ ） ＝ Ｋ ｏ Ａ？ｔｍ 得 ｌｎ Ｔ ？ ｔ１ ｍ２Ｃ ｐ ２ ＝ Ｔ ？ ｔ２ α ｉ ｎπ ｄｌ ２ 整理解得 ｔ２ ＝ ９４．６°Ｃ （２） ｕ ＇ ＝ １．５ｕ α ｉ ＇ ＝ １．５０．８ α ｉ ＝ １５０７．６Ｗ ／（ｍ ２ ？°Ｃ ） ｌｎ Ｔ ？ ｔ１ ｍ２Ｃ ｐ ２ ＝ Ｔ ？ ｔ２ α ｉ ｎπ ｄｌ 整理解得 ｔ２ ＇ ＝ ８３．１°Ｃ １本文由ｘｉｅｓｈｕｃａｉ０６０５贡献 ｄｏｃ文档可能在ＷＡＰ端浏览体验不佳。建议您优先选择ＴＸＴ，或下载源文件到本机 查看。 【华东理工大学，１９９８，六】一套管换热器用 １３３℃的饱和蒸汽将管内的氯苯从 ３３℃加热到 ７３℃，氯苯流量为 ５５００ｋｇ／ｈ。现因某种原因，氯苯流量减少到 ３３００ｋｇ ／ｈ，但其进出口温度欲维持不变，试问此时饱和蒸汽温度应为多少才能满 足要求？此 时饱和蒸汽冷凝量为原工况的百分之几？ （设在两种工况下蒸汽冷凝 热阻、管壁热 阻、垢层热阻及热损失均可忽略，且氯苯在管内作湍流流动。忽略 两工况下饱和蒸汽 汽化潜热的变化） 解：由题意： Ｑ ＝ ＫＡ？ｔｍ ＝ ｍ２Ｃｐ２ （ｔ２ ？ ｔ１ ） Ｔ ＇？ ｔ１ ｍ Ｔ ＇？ ｔ ２ 整理得， ２ ＝ ｍ２ ＇ ｌｎ Ｔ ？ ｔ１ Ｔ ？ ｔ２ ｌｎ 解得 Ｔ ＇ ＝ ７４．６°Ｃ ｍ＇ Ｔ ＇ ＝ × １００％ ＝ ５６．１％ ｍ Ｔ 【华东理工大学，１９９９，二】某列管式换热器，壳程通以 ０．２ＭＰａ（绝）的饱和蒸 汽， 可将一定量的冷水从 ２５℃加热至 ６５℃．若加热蒸汽的压强及水的入口温度保 持不变， 水的出口温度降为 ６３℃， 求此时换热器的热流量较原工况有何变化 （以 原工况的相对比值表示）？ 计算时可忽略垢层、管壁及蒸汽侧的热阻，水在管内作 湍流流动。０．２ＭＰａ（绝） 的饱和蒸汽温度为 １２０℃。 解：由题意 Ｑ ＝ ＫＡ？ｔｍ Ｑ ＇ ？ｔｍ ＇ ＝ ＝ １．０２ Ｑ ？ｔｍ 【华东理工大学，２０００，七】用某热流体与甲苯在一台列管式换热器中进行逆流 换热。 列管的管内径为 ２５ｍｍ， 甲苯走管内， 入口温度 ｔ１＝２０℃，出口温度 ｔ２＝８０ ℃； 热流体走管外，入口温度 Ｔ１＝２００℃，出口温度 Ｔ２＝１２０℃。已知此时热流体的对 流 给热系数α１＝１０００Ｗ／ｍ２·Ｋ，甲苯的对流给热系数为α２＝８００Ｗ／ｍ２·Ｋ。现把甲苯的 流量增大 ５０％，试求： （１）热流体的出口温度为多少？ （２）新工况的热流量 Ｑ’ 较原来增加了多少？ Ｐｒ＞０．７， 管壁热阻可忽略， 流体物性随温度的变化可忽略） （已知甲苯的 Ｒｅ＞１０ ， ４ 解：（１）由题意 ｍ ＇ ＝ １．５ｍ 流速 ｕ ＇ ＝ １．５ｕ λ ？ ｄ ｕρ ？ α ｉ ＝ ０．０２３ ？ ｉ ？ Ｐｒ ０．４ ｄｉ ？ μ ？ α ｉ ＇ ＝ １．５０．８ α ｉ
ｐａｇｅ ２
夏季时，冷却水进口温度为 ２５℃时，若冷却水流量不变，则蒸汽冷凝量为 多少？ 已 知冷却水比热 Ｃｐ＝４１８０Ｊ／ｋｇ·Ｋ，粘度 μ ＝１ｍＰａ ？ ｓ ，密度 ρ ＝１０００ｋｇ／ｍ ３ ，导热 系 数 λ ＝０．６Ｗ／（ｍ ？ Ｋ） ，物料蒸汽汽化潜热γ＝１．２×１０６Ｊ／ｋｇ。 （设以上物性不随 温度而变） 解：（１）由题意 ｕ ＝ Ｖ ２１／ ３６００ ＝ ＝ １．０ｍ ／ ｓ ２ ２ ｄｉ （ ０．０１５） ｎπ ３３π ４ ４ Ｒｅ ＝ Ｐｒ ＝ ｄｉｕ ρ μ ＝ ＝ ０．０１５ × １．０ × １０００ ＝ １．５ × １０４＞１０ ４ ？３ １．０ × １０ Ｃｐμ λ ４１８０ × １．０ ×１０ ？３ ＝ ６．９７ ０．６ Ｒｅ０．８ Ｐｒ ０．４ ＝ ４３８４．８４Ｗ ／ （ ｍ２ ？ Ｋ ） α ｉ ＝ ０．０２３ λ ｄｉ 由 Ｑ ＝ ｍ２Ｃ ｐ ２ （ｔ２ ？ ｔ１ ） ＝ Ｋ ｏ Ａ？ｔｍ 得 ｌｎ Ｔ ？ ｔ１ ｍ２Ｃ ｐ ２ ＝ Ｔ ？ ｔ２ α ｉ ｎπ ｄｌ 整理解得 ｔ２ ＝ ８３．１°Ｃ Ｑ ＝ ｍ２Ｃ ｐ ２ （ｔ２ ？ ｔ１ ） ＝ ｍ１γ 解得 ｍ１ ＝ １３８．４ｋｇ ／ ｓ （２）由 Ｑ ＝ ｍ２Ｃ ｐ ２ （ｔ２ ？ ｔ１ ＇） ＝ ｍ１ ＇ γ 得 ｍ１ ＇ ＝ １１８．１ｋｇ ／ ｓ 【华东理工大学，２００３，六】一管壳式换热器由 ３８ 根 φ ２５ｍｍ × ２．５ｍｍ ，长 ３ｍ 的 钢管组成。１１０℃的饱和蒸汽通入壳程，加热管程中的甲苯，蒸 汽冷凝对流给热 系数为 １００００Ｗ／ｍ ℃，甲苯流量为 ７ｋｇ／ｓ，入口温度为 ３０℃。甲苯 的比热为 １８４０Ｊ／ｋｇ℃。该流量条件下，甲苯侧的对流给热系数为 １０９０Ｗ／ｍ２℃。管壁 很薄， 可忽略管壁及两侧的垢层热阻。试求： （１）此时，甲苯的出口温度为多少？ （２）现因生产需要，甲苯的处理量增加 ５０％，蒸汽冷凝对流给热系数视作不变， 甲 苯的出口温度为多少？ 解：（１）由 Ｑ ＝ ｍ２Ｃ ｐ ２ （ｔ２ ？ ｔ１ ） ＝ Ｋ ｏ Ａ？ｔｍ 得 ｌｎ Ｔ ？ ｔ１ ｍ２Ｃ ｐ ２ ＝ Ｔ ？ ｔ２ α ｉ ｎπ ｄｌ ２ 整理解得 ｔ２ ＝ ９４．６°Ｃ （２） ｕ ＇ ＝ １．５ｕ α ｉ ＇ ＝ １．５０．８ α ｉ ＝ １５０７．６Ｗ ／（ｍ ２ ？°Ｃ ） ｌｎ Ｔ ？ ｔ１ ｍ２Ｃ ｐ ２ ＝ Ｔ ？ ｔ２ α ｉ ｎπ ｄｌ 整理解得 ｔ２ ＇ ＝ ８３．１°Ｃ
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ｐａｇｅ ３
由 Ｑ ＝ ｍＣ ｐ （ｔ２ ？ ｔ１ ） ＝ Ｋ ｏ Ａ？ｔｍ 可得， ｔｍ ＇ ＝ １．５０．２ ＝ １．０８ ？ｔｍ ０．８ 【华东理工大学，２００１，二】一列管式换热器，内有 φ１９ｍｍ × ２ｍｍ 钢管 ３３ 根， 管长 １．５ｍ，单管程。现将此换热器用来冷凝某工艺物料的蒸汽，壳程蒸汽冷凝 温度为 ９０℃，蒸汽侧热阻、管壁热阻可忽略。冷却水走管程，进口温度 ｔ１＝１５℃， 流量为 ２１ｍ３／ｈ。试求： （１）蒸汽冷凝量为多少？冷却水的出口温度为多少？ （２）
由 Ｑ ＝ ｍＣ ｐ （ｔ２ ？ ｔ１ ） ＝ Ｋ ｏ Ａ？ｔｍ 可得， ｔｍ ＇ ＝ １．５０．２ ＝ １．０８ ？ｔｍ ０．８ 【华东理工大学，２００１，二】一列管式换热器，内有 φ１９ｍｍ × ２ｍｍ 钢管 ３３ 根， 管长 １．５ｍ，单管程。现将此换热器用来冷凝某工艺物料的蒸汽，壳程蒸汽冷凝 温度为 ９０℃，蒸汽侧热阻、管壁热阻可忽略。冷却水走管程，进口温度 ｔ１＝１５℃， 流量为 ２１ｍ３／ｈ。试求： （１）蒸汽冷凝量为多少？冷却水的出口温度为多少？ （２） 夏季时，冷却水进口温度为 ２５℃时，若冷却水流量不变，则蒸汽冷凝量为 多少？ 已 知冷却水比热 Ｃｐ＝４１８０Ｊ／ｋｇ·Ｋ，粘度 μ ＝１ｍＰａ ？ ｓ ，密度 ρ ＝１０００ｋｇ／ｍ ３ ，导热 系 数 λ ＝０．６Ｗ／（ｍ ？ Ｋ） ，物料蒸汽汽化潜热γ＝１．２×１０６Ｊ／ｋｇ。 （设以上物性不随 温度而变） 解：（１）由题意 ｕ ＝ Ｖ ２１／ ３６００ ＝ ＝ １．０ｍ ／ ｓ ２ ２ ｄｉ （ ０．０１５） ｎπ ３３π ４ ４ Ｒｅ ＝ Ｐｒ ＝ ｄｉｕ ρ μ ＝ ＝ ０．０１５ × １．０ × １０００ ＝ １．５ × １０４＞１０ ４ ？３ １．０ × １０ Ｃｐμ λ ４１８０ × １．０ ×１０ ？３ ＝ ６．９７ ０．６ Ｒｅ０．８ Ｐｒ ０．４ ＝ ４３８４．８４Ｗ ／ （ ｍ２ ？ Ｋ ） α ｉ ＝ ０．０２３ λ ｄｉ 由 Ｑ ＝ ｍ２Ｃ ｐ ２ （ｔ２ ？ ｔ１ ） ＝ Ｋ ｏ Ａ？ｔｍ 得
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ｌｎ Ｔ ？ ｔ１ ｍ２Ｃ ｐ ２ ＝ Ｔ ？ ｔ２ α ｉ ｎπ ｄｌ 整理解得 ｔ２ ＝ ８３．１°Ｃ Ｑ ＝ ｍ２Ｃ ｐ ２ （ｔ２ ？ ｔ１ ） ＝ ｍ１γ 解得 ｍ１ ＝ １３８．４ｋｇ ／ ｓ （２）由 Ｑ ＝ ｍ２Ｃ ｐ ２ （ｔ２ ？ ｔ１ ＇） ＝ ｍ１ ＇ γ 得 ｍ１ ＇ ＝ １１８．１ｋｇ ／ ｓ 【华东理工大学，２００３，六】一管壳式换热器由 ３８ 根 φ ２５ｍｍ × ２．５ｍｍ ，长 ３ｍ 的 钢管组成。１１０℃的饱和蒸汽通入壳程，加热管程中的甲苯，蒸 汽冷凝对流给热 系数为 １００００Ｗ／ｍ ℃，甲苯流量为 ７ｋｇ／ｓ，入口温度为 ３０℃。甲苯 的比热为 １８４０Ｊ／ｋｇ℃。该流量条件下，甲苯侧的对流给热系数为 １０９０Ｗ／ｍ２℃。管壁 很薄， 可忽略管壁及两侧的垢层热阻。试求： （１）此时，甲苯的出口温度为多少？ （２）现因生产需要，甲苯的处理量增加 ５０％，蒸汽冷凝对流给热系数视作不变， 甲 苯的出口温度为多少？ 解：（１）由 Ｑ ＝ ｍ２Ｃ ｐ ２ （ｔ２ ？ ｔ１ ） ＝ Ｋ ｏ Ａ？ｔｍ 得 ｌｎ Ｔ ？ ｔ１ ｍ２Ｃ ｐ ２ ＝ Ｔ ？ ｔ２ α ｉ ｎπ ｄｌ ２ 整理解得 ｔ２ ＝ ９４．６°Ｃ （２） ｕ ＇ ＝ １．５ｕ α ｉ ＇ ＝ １．５０．８ α ｉ ＝ １５０７．６Ｗ ／（ｍ ２ ？°Ｃ ） ｌｎ Ｔ ？ ｔ１ ｍ２Ｃ ｐ ２ ＝ Ｔ ？ ｔ２ α ｉ ｎπ ｄｌ 整理解得 ｔ２ ＇ ＝ ８３．１°Ｃ １本文由ｘｉｅｓｈｕｃａｉ０６０５贡献 ｄｏｃ文档可能在ＷＡＰ端浏览体验不佳。建议您优先选择ＴＸＴ，或下载源文件到本机 查看。 【华东理工大学，１９９８，六】一套管换热器用 １３３℃的饱和蒸汽将管内的氯苯从 ３３℃加热到 ７３℃，氯苯流量为 ５５００ｋｇ／ｈ。现因某种原因，氯苯流量减少到 ３３００ｋｇ ／ｈ，但其进出口温度欲维持不变，试问此时饱和蒸汽温度应为多少才能满 足要求？此 时饱和蒸汽冷凝量为原工况的百分之几？ （设在两种工况下蒸汽冷凝 热阻、管壁热 阻、垢层热阻及热损失均可忽略，且氯苯在管内作湍流流动。忽略 两工况下饱和蒸汽 汽化潜热的变化） 解：由题意： Ｑ ＝ ＫＡ？ｔｍ ＝ ｍ２Ｃｐ２ （ｔ２ ？ ｔ１ ） Ｔ ＇？ ｔ１ ｍ Ｔ ＇？ ｔ ２ 整理得， ２ ＝ ｍ２ ＇ ｌｎ Ｔ ？ ｔ１ Ｔ ？ ｔ２ ｌｎ 解得 Ｔ ＇ ＝ ７４．６°Ｃ ｍ＇ Ｔ ＇ ＝ × １００％ ＝ ５６．１％ ｍ Ｔ 【华东理工大学，１９９９，二】某列管式换热器，壳程通以 ０．２ＭＰａ（绝）的饱和蒸 汽， 可将一定量的冷水从 ２５℃加热至 ６５℃．若加热蒸汽的压强及水的入口温度保 持不变， 水的出口温度降为 ６３℃， 求此时换热器的热流量较原工况有何变化 （以 原工况的相对比值表示）？ 计算时可忽略垢层、管壁及蒸汽侧的热阻，水在管内作 湍流流动。０．２ＭＰａ（绝） 的饱和蒸汽温度为 １２０℃。 解：由题意 Ｑ ＝ ＫＡ？ｔｍ Ｑ ＇ ？ｔｍ ＇ ＝ ＝ １．０２ Ｑ ？ｔｍ 【华东理工大学，２０００，七】用某热流体与甲苯在一台列管式换热器中进行逆流 换热。 列管的管内径为 ２５ｍｍ， 甲苯走管内， 入口温度 ｔ１＝２０℃，出口温度 ｔ２＝８０ ℃； 热流体走管外，入口温度 Ｔ１＝２００℃，出口温度 Ｔ２＝１２０℃。已知此时热流体的对 流 给热系数α１＝１０００Ｗ／ｍ２·Ｋ，甲苯的对流给热系数为α２＝８００Ｗ／ｍ２·Ｋ。现把甲苯的 流量增大 ５０％，试求： （１）热流体的出口温度为多少？ （２）新工况的热流量 Ｑ’ 较原来增加了多少？ Ｐｒ＞０．７， 管壁热阻可忽略， 流体物性随温度的变化可忽略） （已知甲苯的 Ｒｅ＞１０ ， ４ 解：（１）由题意 ｍ ＇ ＝ １．５ｍ 流速 ｕ ＇ ＝ １．５ｕ λ ？ ｄ ｕρ ？ α ｉ ＝ ０．０２３ ？ ｉ ？ Ｐｒ ０．４ ｄｉ ？ μ ？ α ｉ ＇ ＝ １．５０．８ α ｉ
ｐａｇｅ ２
夏季时，冷却水进口温度为 ２５℃时，若冷却水流量不变，则蒸汽冷凝量为 多少？ 已 知冷却水比热 Ｃｐ＝４１８０Ｊ／ｋｇ·Ｋ，粘度 μ ＝１ｍＰａ ？ ｓ ，密度 ρ ＝１０００ｋｇ／ｍ ３ ，导热 系 数 λ ＝０．６Ｗ／（ｍ ？ Ｋ） ，物料蒸汽汽化潜热γ＝１．２×１０６Ｊ／ｋｇ。 （设以上物性不随 温度而变） 解：（１）由题意 ｕ ＝ Ｖ ２１／ ３６００ ＝ ＝ １．０ｍ ／ ｓ ２ ２ ｄｉ （ ０．０１５） ｎπ ３３π ４ ４ Ｒｅ ＝ Ｐｒ ＝ ｄｉｕ ρ μ ＝ ＝ ０．０１５ × １．０ × １０００ ＝ １．５ × １０４＞１０ ４ ？３ １．０ × １０ Ｃｐμ λ ４１８０ × １．０ ×１０ ？３ ＝ ６．９７ ０．６ Ｒｅ０．８ Ｐｒ ０．４ ＝ ４３８４．８４Ｗ ／ （ ｍ２ ？ Ｋ ） α ｉ ＝ ０．０２３ λ ｄｉ 由 Ｑ ＝ ｍ２Ｃ ｐ ２ （ｔ２ ？ ｔ１ ） ＝ Ｋ ｏ Ａ？ｔｍ 得 ｌｎ Ｔ ？ ｔ１ ｍ２Ｃ ｐ ２ ＝ Ｔ ？ ｔ２ α ｉ ｎπ ｄｌ 整理解得 ｔ２ ＝ ８３．１°Ｃ Ｑ ＝ ｍ２Ｃ ｐ ２ （ｔ２ ？ ｔ１ ） ＝ ｍ１γ 解得 ｍ１ ＝ １３８．４ｋｇ ／ ｓ （２）由 Ｑ ＝ ｍ２Ｃ ｐ ２ （ｔ２ ？ ｔ１ ＇） ＝ ｍ１ ＇ γ 得 ｍ１ ＇ ＝ １１８．１ｋｇ ／ ｓ 【华东理工大学，２００３，六】一管壳式换热器由 ３８ 根 φ ２５ｍｍ × ２．５ｍｍ ，长 ３ｍ 的 钢管组成。１１０℃的饱和蒸汽通入壳程，加热管程中的甲苯，蒸 汽冷凝对流给热 系数为 １００００Ｗ／ｍ ℃，甲苯流量为 ７ｋｇ／ｓ，入口温度为 ３０℃。甲苯 的比热为 １８４０Ｊ／ｋｇ℃。该流量条件下，甲苯侧的对流给热系数为 １０９０Ｗ／ｍ２℃。管壁 很薄， 可忽略管壁及两侧的垢层热阻。试求： （１）此时，甲苯的出口温度为多少？ （２）现因生产需要，甲苯的处理量增加 ５０％，蒸汽冷凝对流给热系数视作不变， 甲 苯的出口温度为多少？ 解：（１）由 Ｑ ＝ ｍ２Ｃ ｐ ２ （ｔ２ ？ ｔ１ ） ＝ Ｋ ｏ Ａ？ｔｍ 得 ｌｎ Ｔ ？ ｔ１ ｍ２Ｃ ｐ ２ ＝ Ｔ ？ ｔ２ α ｉ ｎπ ｄｌ ２ 整理解得 ｔ２ ＝ ９４．６°Ｃ （２） ｕ ＇ ＝ １．５ｕ α ｉ ＇ ＝ １．５０．８ α ｉ ＝ １５０７．６Ｗ ／（ｍ ２ ？°Ｃ ） ｌｎ Ｔ ？ ｔ１ ｍ２Ｃ ｐ ２ ＝ Ｔ ？ ｔ２ α ｉ ｎπ ｄｌ 整理解得 ｔ２ ＇ ＝ ８３．１°Ｃ