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- 1. 用一套管换热器将2000kg×h-1的甲苯饱和蒸气(110℃)冷凝为饱和液体，甲苯的汽化热为363kJ×kg-1。冷却水于16℃及5000kg／h的流量进入套管内管(内径50 mm，外径为57mm)作强制湍流流动，其对流系数为1740 w×(m2×K)-1。水的比热容可取为4.19kJ×(kg·℃)-1，假设甲苯侧热阻和管壁热阻远小于水侧热阻。试求：（1）求冷却水的出口温度；（2）换热管管长。
- 2.有一钢制套管式换热器，质量流量为1800kg×h-1的苯在内管中，从80℃冷却到50℃。冷却水在环隙中从15℃升到35℃。已知苯对管壁的对流传热系数为600W×m-2×K-1，管壁对水的对流传热系数为1000W×m-2×K-1。计算总传热系数时，忽略管壁热阻，按平壁计算。试求：（1）冷却水消耗量kg×h-1；（2）并流流动时所需传热面积m2；（3）若为逆流流动，其他条件相同，所需传热面积将是多少m2？注：苯的比热取1.86kJ×kg-1×K-1，水的比热4.18kJ×kg-1×K-1。 选项： A、1201.44，1.87，2.18 B、 1901.44，1.87，2.18 C、 1201.44，2.18，1.87 D、 1511.44，1.87，2.18
- 3. 现测定套管换热器的总传热系数。数据如下：甲苯在内管中流动，流量为5000kg·h-1， 甲苯的比热容为1.89kJ×kg-1×K-1，进口温度为80℃，出口温度为50℃；水在环隙中流动，进、出口温度分别为15℃和30℃。逆流流动，冷却面积为2.5m2。求：（1）传热平均温度差；（2）总传热系数。
- 4.流量为2000kg／h的某气体在列管式换热器的管程流过，温度由150℃降至80℃；壳程冷却用水，进口温度为15℃，出口温度为65℃，与气体作逆流流动，两者均处于湍流。已知气体侧的对流传热膜系数远小于冷却水侧的对流传热膜系数，管壁热阻、污垢热阻和热损失均可忽略不计，气体平均比热为1．02kJ／kg.℃，水的比热容为4．17kJ／(kg.℃)，不计温度变化对比热的影响，试求： (1)冷却水用量； (2)如冷却水进口温度上升为20℃，仍用原设备达到相同的气体冷却程度，此时对数平均温差为多少? (3)此时的出口水温将为多少?(4)此时的冷却水用量为多少?
- 5.流量为 2000kg/h 的某气体在列管式换热器的管程流过,温度由 150℃降至80℃;壳程冷却用水,进口温度为 15℃,出口温度为 65℃,与气体作逆流流动,两者均处于湍流。已知气体侧的对流传热膜系数远小于冷却水侧的对流传热膜系数,管壁热阻、污垢热阻和热损失均可忽略不计, 气体平均比热为 1.02kJ/kg ·℃,水的比热为 4.17kJ/kg ·℃,不计温度变化对比热的影响,试求: (1)冷却水用量;( 2)如冷却水进口温度上升为 20℃,仍用原设备达到相同的气体冷却程度,此时对数平均温差为多少?( 3)此时的出口水温将为多少?( 4)此时的冷却水用量为多少?
- 6.用压力为 300 kPa(绝对压力)的饱和水蒸气将 20 ℃的水预热至 80 ℃,水在 25mm 2.5mm 水平放置的钢管内以 0.6 m/s 的速度流过。 设水蒸气冷凝的对流传热系数为 5 000 W/(m2·℃ ) ,水侧的污垢热阻为 6×10-4 m2·℃/W,蒸汽侧污垢热阻和管壁热阻可忽略不计,试求( 1)换热器的总传热系数; ( 2)设操作半年后,由于水垢积累,换热能力下降, 出口水温只能升至 70 ℃, 试求此时的总传热系数及水侧的污垢热阻。
- 7.在一套管换热器中用饱和水蒸汽加热某溶液。水蒸汽通入环隙，其对流传热系数为9000 W/(m2×℃)；溶液在f 25 mm´2.5 mm的管内流动，其对流传热系数为700 W/m2×℃。换热管内污垢热阻为1.5´10-3 (m2×℃)/W，管外污垢热阻和管壁忽略不计。试求：①该换热器以换热管的外表面为基准的总热系数(m2×℃)/W；②蒸汽侧热阻在总热阻中所占的百分数；③溶液侧污垢热阻在总热阻中所占的百分数；④管内污垢热阻在总热阻中所占的百分数。
- 8.用压力为300 kPa (绝对压力)的饱和水蒸气将 20 C的水预热至80 C,水在 25mm 2.5mm水平放置的钢管内以 m/s的速度流过。设水蒸气冷凝的对流传热系数为 5 000 W/(m2・c),水侧的污垢热阻为 6X10"4 m2 -C/W,蒸汽侧污垢热阻和管壁热阻可忽略不计,试求( 1)换热器的总传热系数;(2)设操作半年后,由于水垢积累,换热能力下降,出口水温只能升至 70 C,试求此时的总传热系数及水侧的污垢热阻。
- 9..用压力为 300 kPa (绝对压力)的饱和水蒸气将 20 C的水预热至 80 C,水在 25mm 2.5 mm水平放置的钢管内以 0.6 m/s的速度流过。设水蒸气冷凝的对流传热系数为5 000 W/(m 2 -C ),水侧的污垢热阻为 6 X10-4 m2-C /W,蒸汽侧污垢热阻和管壁热阻可忽略 不计,试求(1 )换热器的总传热系数;(2)设操作半年后,由于水垢积累,换热能力下降, 出口水温只能升至 70 C,试求此时的总传热系数及水侧的污垢热阻。
- 10.在一单程列管换热器中,用饱和蒸汽加热原料油。温度为160℃饱和蒸汽在壳程冷凝(排出时为饱和液体),原料油在管程流动,并由20℃加热到106℃,列管换热器尺寸为:列管直径为ф19×2mm,管长为4m ,共25根管子。若换热器的传热量为125Kw,蒸汽冷凝传热系数为7000 W/(m2℃),油侧污垢热阻可去为0.0005 m2℃/W,管壁热阻和蒸汽侧垢层热阻可忽略,试求管内油侧对流传热系数。又若有的流速增加一倍,此时若换热器的总传热系数为原来的1.75倍,试求油的出口温度。假设油的物性不变。
- 11.在某管壳式换热器中用133℃的饱和水蒸气将水由20℃预热至80℃,水在管程流动,流速为0.6m/s,管尺寸为ϕ25mm×2.5mm。设水蒸气冷凝的对流给热系数为10000W/(m2·℃),水侧污垢热阻为6×10-4(m2·℃)/W,蒸汽侧的污垢热阻和管壁热阻可忽略不计。试求:1)基于管外表面积的传热系数。2)换热器操作一年后,由于水垢积累,换热能力降低,出口水温只能升至70℃,试求此时的传热系数及水侧的污垢热阻。3)若要使出口水温仍维持在80℃,拟采用提高加热蒸汽温度的办法,问加热蒸汽的温度应升高至多少。
- 12.在一单程列管换热器中,用饱和蒸汽加热原料油。温度为160°C饱和蒸汽在壳程冷凝(排岀时为饱和液体),原料油在管程流动,并由20°C加热到106°C,列管换热 器尺寸为:列管直径为(1> 19X2mm,管长为4m ,共25根管子。若换热器的传 热量为125KW,蒸汽冷凝传热系数为7000 W/(m2*°C),油侧污垢热阻可去为m2 ・°C/W,管壁热阻和蒸汽侧垢层热阻可忽略,试求管内油侧对流传热系数。乂若 有的流速增加一倍,此时若换热器的总传热系数为原来的倍,试求油的出口温 度。假设油的物性不变。
- 13.(12分)有一套管式换热器,内管为Φ89mm×2mm的铜管,流量为2000kg/h的苯在内管中从80℃冷却到50℃。环隙中的冷却水从15℃升至35℃。苯的对流传热系数为230W/(m2·K),比热容为1.86x103J/(kg·K);水的对流传热系数为290 W/(m2·K),比热容为4.18x103 J/(kg·K)。忽略污垢热阻和管壁热阻,试求:(1)冷却水的消耗量;(2)逆流传热时的平均温度差;(3)逆流传热所需的传热面积。
- 14.传热过程计算题3。在一单程列管换热器中用饱和水蒸气加热食用油。温度为160℃的饱和蒸汽在壳程冷凝，冷凝液在饱和温度下排出。食用油在管程流动，并由20℃加热到106℃。列管换热器尺寸为：列管直径为Φ19mm×2mm、管长为4m，共有25根管子。若换热器的传热量为125kW，蒸汽冷凝传热系数为7000W/(m2·K)，油侧污垢热阻为0.0005 m2·K/W，管壁热阻和蒸汽侧污垢热阻可忽略，求管内油侧对流传热系数。
- 15.传热过程计算题3。在一单程列管换热器中用饱和水蒸气加热食用油。温度为140℃的饱和蒸汽在壳程冷凝，冷凝液在饱和温度下排出。食用油在管程流动，并由25℃加热到110℃。列管换热器尺寸为：列管直径为Φ19mm×2mm、管长为4m，共有25根管子。若换热器的传热量为125kW，蒸汽冷凝传热系数为5000W/(m2·K)，油侧污垢热阻为4.0×10-4m2·K/W，管壁热阻和蒸汽侧污垢热阻可忽略，求管内油侧对流传热系数。
- 16.用一传热面积为40m2,管尺寸为ϕ25mm×2.5mm的单管程列管换热器(每根管长为6m),将一石油产品从90℃冷却至50℃,石油产品走壳程,冷却水走管程,流量为50m3/h,进口温度为25℃,出口温度为40℃,其物性可取:ρ=995.7kg/m3,cp=4.174kJ/(kg·℃)μ=0.801mPa·s,λ=0.618W/(m·K)若忽略管壁的热阻,试求:1)总传热系数K;2)壳程的对流传热系数αo;3)由于水侧的污垢沉积,使产品出口温度上升,为了保持该温度不变,采取调节冷却水流量的方法。操作一年后,冷却水出口温度比原出口温度降低5℃(设冷、热两流体物性均保持不变),试求冷却水的用量及管内的污垢热阻。
- 17.3、某低黏度流体的流量为8000 kg/h，比热容为4.18 kJ/(kg·℃)，生产上要求将该流体由20℃加热到80℃。现选用单管程列管式换热器，流体走管内，管外的加热热源为110℃的饱和水蒸汽，已知管内对流传热系数为470 W/( m2·℃)，管外蒸汽冷凝对流传热系数为9000 W/( m2·℃)，管壁热阻、污垢热阻和换热器的热损失可忽略。试求换热器内需管长4.5 m，直径φ25 mm × 2.5 mm换热管多少根？
- 18.饱和温度为80℃的苯蒸汽，在一单程立式冷凝器的壳程被冷凝成液体后，再进一步泠却至某一温度。苯的流量为0.5kg/s;苯蒸汽冷凝的对流传热系数为1500 w.m-2.K-1；汽化热为394kJ/kg;液体苯冷却的对流传热系数为1000 w.m-2.K-1，平均恒压热容为1.8kJ/(kg ℃).管程流体为逆流流动的水，流量为5.6 kg/s，由20 ℃被加热到30℃，对流传热系数为2372 w.m-2.K-1，平均恒压热容为4.18kJ/(kg)。试求液体苯的出口温度=（ ）℃。（忽略换热器的热损失；换热管壁很薄；不考虑管壁热阻及污垢热阻）选项： A:38.8 B:70 C:30 D:41.2
- 19.某一套管换热起，由管间的饱和蒸汽加热管内空气，设饱和蒸汽温度为100℃，空气进口温度为20℃，出口温度为80℃，问此换热器的管壁温度应是：() 选项： A、接近空气平均温度； B、接近饱和蒸汽和空气的平均温度； C、接近饱和蒸汽温度C
- 20.某一套管换热器，管间的饱和蒸汽冷凝放热，加热管内空气，饱和蒸汽的温度为100℃，空气进口温度为20℃，出口温度为80℃，则此套管换热器内管壁温度接近于。 选项： A、空气侧温度 B、饱和蒸汽温度 C、20℃ D、50℃
- 21.某列管换热器用110℃饱和蒸汽加热甲苯，可使甲苯由30℃加热至100℃。今甲苯流量增加50%，试求甲苯出口温度
