传热习题课1

1. 有一单管程列管式换热器,壳程为116℃饱和水蒸气冷凝，空气在管程湍流流动，流量为G kg/h ，由20℃加热到80℃。

(1) 若设计时将此换热器管程改为双程，为完成相同任务，换热器面积可减少多少？（管径及总管数均不变）。

(2) 若管程仍为单程，将空气流量增加至20%，为保持空气出口温度不变，问此时加热蒸气的温度必须为多少度？ 补充：（3）若空气的流量及进口温度不变，而将原换热器的单管程改为双管程，问此时空气出口温度为多少？（设温度变化对空气物性的影响可忽略）

2. 有一蒸气冷凝器，蒸气测给热系数α1为10000W /(m K)2⋅，冷却水侧给热系数α2为1000W /(m K)2⋅，已测得冷却水进、出口温度分别为t 1=30℃，t 2=35℃，如将冷却水流量增加一倍，蒸气冷凝量将增加多少？已知蒸气在饱和温度100℃下冷凝。

5. 在一列管换热器中，用热柴油与原油换热。

(1) 当柴油与原油逆流流动时测得柴油进、出口温度分别为243℃和155℃，原油进、出口温度分别为128℃和162℃。求传热平均温度差。

(2) 保持原油、柴油流量及进口温度不变，但该换热器改用并流操作，计算并流时的∆t m 。

在上述两种情况下，换热器K 值及两流体比热值均可认为不变。

9. 在φ25×2.5mm 的蒸气管道外包一层厚度为37.5m 、导热系数为08.W /(m K)⋅的保温层。管内饱和蒸气温度为130℃，大气温度为30℃。试求：

(1) 保温层的表面温度并计算分析此保温层能否起到减小热损失的作用。

(2) 若采用λ=⋅008.W /(m K)的保温材料，其它不变，再计算保温效果。

以上计算可忽略壁阻及蒸气侧热阻。裸管或保温层外表面对大气的联合给热系数可取为12W /(m K)2⋅。

14. 有两台完全相同的单管程列管式换热器，壳程水蒸气冷凝加热管程内的空气。若加热蒸气压力不变，空气进、出口温度t 1、t 2也维持不变，问：

(1) 将两台换热器串联操作及并联操作，问哪种方案生产能力大？相差多少倍？

(2) 由上题计算出的生产能力之比G 1/G 2，计算两方案中由于流动阻力引起的总压降比∆p 1/∆p 2为多大，（不计进、出口损失及连接管线阻力引起的压降）

注：a) 上述两方案中，空气在管内均按湍流计；

b) 直管摩擦系数可近似按λ=0.3164Re

0.25计算。

24.（教材的）

空气 空气 ↑O H 2

↑O H 2 ↑O H 2

↑O H 2 1t

2t 1t

2t

串联方案

并联方案

空气流量平均分配于两台换热器