中山大学化工原理课件 第4章 传热习题课1

t
' 2

56 .7 0 C
由 Q K A tm
现K不变,而
t m

(120 15) (90 120 15
40)

74.10 C
ln
90 40
t
' m

(120 15) (70 56.7) 120 15

44.40C
ln
70 56.7
Q K dL tm G1 C1 (T1 T2 )
试计算：
（1）该换热器传热系数K （2）水侧垢层热阻Rs2
解：
Q

WhC ph
(T1
T2
)

4200 3600
1.81000 (65

Байду номын сангаас
35)

63000
W
A1 d l 3.14 0.038 36 4.30 m2
t m

(65 35) (35 25) 30
Q'

K
dL'

t
' m
G1 C1 (T1
T2' )
相除得：
1.5 74.1 120 90 L' 44.4 120 70
L' 4.17m
RS 2
有一台套管换热器, 内管为φ38× 2.5mm钢管,外管 为φ57× 3mm钢管,换热管 总长36m,逆流操作,管内 走水,将管间 4200kg.h-1的苯液从65℃冷却到35℃, 水温从25℃升到35℃,现已知苯侧对流传热系数为 2030W.m-2.K-1，水侧对流传热系数为 6610W.m-2.K-1, 苯侧垢层热阻为 0.18m2.K.kW-1,苯液比热为 1.80kJ.kg-1.K-1,钢导热系数
0.000336 m2..K W 1
过一段时间之后:
Q' 13200 4.2 （38 20） 277.2 kW 3600
Q‘＝WhCph(110 – T‘2）=277．2 （2）
式（2）/（1）得：110 T2' 277 .2 110 40 385
T2'
110
277.2 70 385

59.60C
解： 由热量衡算 G1 C1 (T1 T2 ) G2 C2 (t2 t1 )
按题意在两种情况下：流量、比热、进出口温度不变, 故得
G1 C1

t2 t1

t
' 2
t1
G2 C2 T1 T2 T1 T2'
40 15

t
' 2
15
120 90 120 70
习题课之二
－传热
传热线索方框图
在传热面积为20 m2 的某换热器中, 用温度 为20℃, 流量为 13200kg.h-1的冷却水,冷却进口 温度为110℃ 的醋酸,两流体逆流流动。换热器刚 投入使用时,冷却水出口温度为45℃,醋酸出口温度 为40℃,运转一段时间后,冷热流体流量不变,进口温 度不变,而冷却水的出口温度降至38℃, 试求传热系 数下降的百分率。水的比热 Cp＝4.2kJ.kg-1.K-1 ，热损失可忽略。
tm

[(110 38) (59.6 In[ 110 38 ]
20)]

54.2o C
59.6 20
K'

Q'
A

t
' m
277.2 0.256 20 54.2
kW.m2 .K1
在并流换热器中,用水冷却油。换热管长1.5m。 水的进、出口温度为15℃和40℃；油的进、出口 温度为120℃和90℃。如油和水的流量及进口温度 不变,需要将油的出口温度降至70℃,则换热器的换 热管应增长为多少米才可达到要求?（不计热损失 及温度变化对物性的影响）
解：
Q

(WcC pc
)(t2

t1 )

13200
4.2 (45 3600

20)

385
kW
Q＝WhCph(110 – 40）=385
（1）
t m

[(110 45) (40 110 45
20)]

38.20C
In[
]
40 20
K Q 385 0.504 kW.m 2.K 1 A tm 38.2 20
18.20C
In
10
Q
63000
K1 A1 tm 4.30 18.2 805
W m2.K 1
Rs 2

1 K1
( 1
1

bA1
Am
Rs1
A1 )
2 A2
1 ( 1 0.0025 38 0.18 38 ) 805 2030 45 35.5 1000 6610 33