(传热大题.docVIP

化工原理传热大题 222.89.127.* 1楼 有一个套管换热器，外管为φ84×4mm, 内管为φ57×3.5mm的钢管, 有效长度为 50m。用 120℃的饱和水蒸汽冷凝来加热内管中的油。 蒸汽冷凝潜热为2205kJ/kg。 已知油的流量为7200 kg/h, 密度为810kg.m-3, 比热为 2.2 kJ/（kg.K）, 进口温度为30℃, 出口温度为80℃。试求：(1)蒸汽用量；(不计热损失) (2)传热系数。【解】（1） 蒸汽用量 Q放＝W.ｒ＝2205×w.kJ.hQ吸＝W. Cp (t出－t入)＝7200×2.2×（80－30）＝7.92×105 kJ.h-1Q放＝Q吸∴ ｗ＝7.92×105/2205≈359.2kg.h-1（2） 传热系数的计算 由Q＝KAΔtmΔtm ＝（(120-30)- (120-80)）/ln（(120-30)/(120-80)）＝50/ln（90/40）＝61.66℃∴ Ki＝Q/AiΔtm＝7.92×10/[60×π×(50/1000)×61.66]≈1363 kJ.h-1.m-2.K-1＝378.8 (w.m-2.K-1)  顶 0 举报 | 2011-06-27 23:29 回复 222.89.127.* 2楼 某液体被河水从140℃冷却至40℃，液体处理量为7000kg/h（比热为2.3kJ/（kg.K），河水进口温度为20℃，出口温度30℃，采用逆流操作。若传热系数K0=700 w.m-2.K-1，热损失不计，试求：(1)冷却水的耗用量，以m3/h表示[水的比热为4.18 kJ/（kg.K），密度1000kg.m-3] (2)现仓库有一台单程列管式换热器，内有φ19×2mm的钢管60根，管长3m，试核算该换热器可否满足上述工艺要求？【解】 Q=mh1×Cp1(T1-T)=7000×2.3×(140-40)=1.61×106kJ.h-1Q=m h2C p2 (t-t)m h2=Q/C p2(t-t)=1.61×106/[4.18×(30-20)] =3.852×10kg.h-1V h=3.852×104/103=38.52m3.h-1Ao=πdoln=π×19×10×3×60=10.74m2△t=(△t1-△t2)/ln(△t1/△t2)=(110-20)/ln(110/20)=52.7℃Ao=Q/(Ko×△tm)=1.16×106×103/(3600×700×52.7)=8.73m∵Ao Ao∴此换热器可满足工艺要求  举报 | 2011-06-27 23:32 回复 222.89.127.* 3楼 1. 有一内管为φ180×10mm的套管换热器，将流量为8000kg/h的某液态有机物从100℃冷却到60℃，其平均比热为2.38kJ/（kg.K）, 套管环隙走冷却水, 其进出口温度分别为40℃和50℃, 平均比热为4.174kJ./（kgK）, 基于传热外面积的总传热系数K=1000w/（m.K）, 且保持不变.设热损失可以忽略。试求:（1）冷却水用量；（2）计算两流体分别为逆流和并流下的平均温差及管长。【解】 冷却水用量：Whｃph（T1－T2）＝Wcｃpc（t1－t2）7000×2.38×（100－60）＝Wc×4.174×（50－40）∴Wc＝15964kg.h-1Δt逆＝（50－20）/ｌn（50/20）＝32.75Δt并＝（60－10）/ｌn（60/10）＝27.9Q＝KAΔtm Q＝166600kJ.h-1A逆＝166600×103/（2000×32.75×3600）＝0.7m2πｄ0ｌ＝0.7× 3.14×0.18×ｌ＝0.75∴ｌ＝1.25 mA并＝166600×103/（2000×27.9×3600） ＝0.83m23.14×0.18×ｌ＝0.83∴ｌ＝1.46 m2. 有一根换热管，用100℃的饱和水蒸汽冷凝管内的冷水进出口温度是20℃和80℃，使用一段时间后，由于管壁结垢，热阻增大，使得冷水出口温度降为70℃，这时的传热系数下降了百分之几? 设冷水的流量及进口温度均不变。【解】 K=Q1/(A .Δtm1)K=Q2/(A .Δtm2)K/K=Q.Δtm1/(Q.Δtm2)=GCp(70-20)Δtm1/(GCp(80-20)Δt tm2)=50Δtm1/(60×Δt tm2)而Δtm1=43.28℃, Δtm2=51℃K2/K1=50×43.28/(60×51)=0.71传热系数下降： (k1-K2)/K1=29%3. 硫酸工业生产中用氧化后的高温SO3混合气预热原料气（SO2及空气混合物）