习题解答-食工原理.docx

(接传热 22)热负荷 Q ms1 cp1 (T1 T2) 1.25 1.9 103 (350 300) 118.8kW 冷却水用量:ms2Qc p2 (t 2 t1 )3118.8 104.174 103 (320 290)0.949kg/s 冷却水用量: ms2 Q c p2 (t 2 t1 ) 3 118.8 10 4.174 103 (320 290) 0.949kg/s 平均温度差为 tm逆 t1 t2 In (半) t2 30 10 30ln(w) 18.2°C 350 300 320 290 30 10 1 1 b d1 1 d1 1 0.0025 0.025 1 1 dm 2 d2 1700 45 0.0225 基于外表面积的总传热系数 K1 2 K1 471.6W/(m K) 1 850 0.025 0.02 3 2 2.12 10 (m K)/W 总管长：1A 13.84 176.3md 3.14 0.02523、一套管式换热器，用饱和水蒸气加热管内湍流的空气, 此时的总传热系数近似等于空气的对流传热系数。若要求 空气量增加一倍，而空气的进出口温度仍然不变，问该换 热器的长度应增加多少？解：总传热量：QKA t 总管长：1 A 13.84 176.3m d 3.14 0.025 23、一套管式换热器，用饱和水蒸气加热管内湍流的空气, 此时的总传热系数近似等于空气的对流传热系数。若要求 空气量增加一倍，而空气的进出口温度仍然不变，问该换 热器的长度应增加多少？ 解：总传热量：Q KA tm K tm dl 空气量增加一倍后：Q 2Q 此时总传热系数K 2 08 1.74 2 1.74K 袴却班 总传热面积： 3 A Q 118.8 103 2 A 13.84m K tm 471.6 18.2 ???空气的进出口温度不变，I tm tm 习题24附图 21.741.149 2 1.74 1.149 则管长要增加15%。 24、有一单管程列管式换热器，该换热器管径为 24、有一单管程列管式换热器，该换热器管径为 25 2.5mm，管子数37根，管长3米。今拟采用此 换热器冷凝并冷却CS2饱和蒸汽, 换热器冷凝并冷却 CS2饱和蒸汽, 自饱和温度46C冷却到10C。CS2在壳程冷凝, 其流量为300kg/h , 冷凝潜热为351.6kJ/kg。冷却水在管程流动，进口温度为 5 C,出口温度为 32C，逆流流动。已知 CS2在冷凝和冷却时的传热系数分别为 K1 = 291W/(m 2 K)及K?二174W/(m 2 K)。问此换热器是 否适用？(传热面积 A及传热系数均以外表面积计) 第四章 蒸发 1、用一单效蒸发器将 2500kg/h的NaOH水溶液由10%浓缩到25% （均为质量百分数），已知加 热蒸气压力为450kPa,蒸发室内压力为101.3kPa,溶液的沸点为115C,比热容为3.9kJ/（kg ）, 热损失为20kW试计算以下两种情况下所需加热蒸汽消耗量和单位蒸汽消耗量。 （1） 进料温度为 25C; （2）沸点进料。 解：（1）求水蒸发量W 应用式（4-1 ） W F（1 x°） 2500（1 占1）1500kg/h （2） 求加热蒸汽消耗量 应用式（4-4 应用式（4-4 ） D FC°(t1 t。)Wr Q r 由书附录查得 450kPa和115C下饱和蒸汽的汽化潜热为 2747.8和2701.3kJ/kg 5 6 48.78 105 4.05 5 6 4 8.78 105 4.05 106 7.2 104 2747.8 1820kg/h 2500 (115 25) 1500 2701.3 20 3600 2747.8 单位蒸汽消耗量由式（4-5a ）计算，贝U — 1.21 W 1500 2701.3 20 3600 原料液温度为115 C时d2 1500kg/h 2747.8 单位蒸汽消耗量D2 1.0 W 由以上计算结果可知，原料液的温度愈高，蒸发1 由以上计算结果可知，原料液的温度愈高，蒸发 1 kg水所消耗的加热蒸汽量愈少。 2、试计算30% （质量百分数）的NaOH水溶液在 2、试计算30% （质量百分数）的 解: tA T人 T’查 蒸汽在600kPa下的饱和温度为85.6 C,汽化潜热为 2652kJ/kg A由式（4-9 ） f △常可求。其中f由式（4-10 ）求得，即 0.01622(T 273)2r0.0162(85SL2652.10.785 0.0162 2 (T 273)2r 0.0162(85SL 2652.1 0.785 查附录 △常为160C 则 常=160-100=60 C △ 60 0.785 47.1 C 即 tA 85.6 47.1