第二章传热过程讲义.doc

1题 解： 由题意已知水蒸气：T1＝100℃，T2＝100℃， 盐溶液：t1＝20℃，t2＝50℃ 操作时的平均温度差计算：T1－t2＝100－50＝50℃，T2－t1＝100－20＝80℃ 取 ℃，℃ ℃ ， 盐溶液 所需加热钢管长度 2题 解：解： 由题意已知溶剂苯：T1＝80℃，T2＝50℃， 水溶液：t1＝20℃，t2＝30℃ 操作时的平均温度差计算：T1－t2＝80－30＝50℃，T2－t1＝50－20＝30℃ 取 ℃，℃ ℃ 苯 3题 解： 4题 解： 壁面温度T=210℃ 5题 解： 钢管面积 每秒每米管路散失热量为79.93J 6题 解：空气侧给热速率方程 总传热速率方程 综合题目已知；连续稳态传热过程； 假定 则联立方程得：T=74.5℃ 另仿5题： 钢管面积 空气侧给热速率方程 连续稳态传热过程 则联立方程得：T=28.5℃ 对比两种方法，方法2更精确合理。 习题7 解：反应釜直径较大且壁薄，因此可按平面壁处理。 若没有污垢，其他条件不变 若釜体为不锈钢（有污垢） 若釜体为铜（有污垢） 计算表明：热阻主要存在于污垢层，即使材料的导热系数有几倍的变化，对热传导的影响也不起重大作用。 8题 解（图略） 本题目属于热负荷计算问题 溶剂单位时间内吸收热量为 134.2℃饱和水蒸气的凝结热r=2165kJ/kg 故每秒所消耗的水蒸气的量为： 9题 在某一化工生产流程中，换热器采用一种高温流体来预热原料液，将原料由25℃预热到180℃；而高温流体经过换热，由300℃降至200℃。试计算采用逆流操作与并流操作时的平均温度差，并进行比较。 解（图略） 由题意已知高温流体：T1＝300℃，T2＝200℃， 原料液：t1＝25℃，t2＝180℃ 逆流操作时的平均温度差计算：T1－t2＝300－180＝120℃，T2－t1＝200－25＝175℃ 取 ℃，℃ 利用式（2－21）计算： ℃ 因为 2， 可以用算术平均温度差代替对数平均温度差，其值为 ℃ 由以上计算可以看出，采用算术平均温度差与对数平均温度差的误差只有1％。 并流操作平均温度差的计算： T1－t1＝300－25＝275℃，T2－t2＝200－180＝20℃ 取 ℃，℃ 2，只能用对数平均温度差计算： ℃ 根据总传热方程，若在传热速率相同、传热系数也相同的条件下，比较采用并流操作与逆流操作所需传热面积，可得 并流操作所需传热面积为逆流操作时1.5倍。 10题 解： 由题意已知A流体：T1＝350℃，T2＝300℃， B流体：t1＝300℃，t2＝320℃ 逆流操作时的平均温度差计算：T1－t2＝350－320＝30℃，T2－t1＝300－290＝10℃ 取 ℃，℃ ℃ ， 以管外表面积为基准， 所需管子根数根 习题11. 解：可将冷凝区和冷却区分开计算 1求冷却水用量。乙醇蒸气冷凝放热量为： 液态乙醇冷却放热量为： 冷却水用量为 2 求传热平均温度差。 通过冷却区时，冷却水升温： ℃ 通过冷凝区时，冷却水升温： ℃ 温度变化可用图示表示（略） 冷却区传热平均温度差： ℃ 冷凝区传热平均温度差： ℃ 3 求传热总系数及传热面积 传热管为薄壁管，则K可用平壁公式计算。 共需换热面积4.41m2 12题 解：对于两侧相变换热过程 或 其中，A=1m2；℃ 甲苯气化过程 换热器总传热系数 134℃饱和水蒸气的凝结热r=2165kJ/kg 故每秒所消耗的水蒸气的量为： 13题 解： 由题意已知苯：T1＝80℃，T2＝30℃， 冷却水：t1＝20℃，t2＝50℃ 逆流操作时的平均温度差计算：T1－t2＝80－50＝30℃，T2－t1＝