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- 1.(15分)有一碳钢制造的套管换热器,其管径为φ96 mm × 3.5mm,流量为2000kg/h的苯在管内中从80℃冷却到50℃。冷却水在环隙中从15℃升到35℃.苯的对流传热系数α1=230W/(m2·K),水的对流传热系数α2=290W/(m2·K)。忽略污垢热阻。试求:(1)冷却水的消耗量;(2)并流和逆流操作时所需传热面积; 假设总传热系数随温度的变化忽略不计(苯的比热1.86kJ/(kg.℃),碳钢的导热系数45W/(m·k) )。
- 2.(14 分)有一碳钢制造的套管换热器,其管径为φ96mm x 3.5mm,流量为2000kg/h的苯在管内中从80℃冷却到50℃。冷却水在环隙中从15℃升到35℃.苯的对流传热系数α1=230W/(m2.K),水的对流传热系数α2=290W/(m2.K)。忽略污垢热阻。试求:(1)冷却水的消耗量;(2)并流和逆流操作时所需传热面积;假设总传热系数随温度的变化忽略不计(苯的比热1.86kJ/(kg.℃,碳钢的导热系数45W/(m.k))。
- 3.(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。
- 4.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°C 冷却到 50°C 。冷却水在环隙中从 15°C 升到 35°C 。已知苯对管壁的对流传热系数为 600 W × m -2 × K -1 , 管壁对水的对流传热系数为 1000 W × 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 m 2 ;( 3 )若为逆流流动,其他条件相同,所需传热面积将是多少 m 2 注:苯的比热取 1.86kJ × kg -1 × K -1 ,水的比热 4.18kJ × kg -1 × K -1 。A.1201.44 ， 1.87 ， 2.18B.1901.44 ， 1.87 ， 2.18C.1201.44 ， 2.18 ， 1.87D.1511.44 ， 1.87 ， 2.18
- 5. 有一套管式换热器,内管为Ф180mm×10mm的钢管,内管中有质量流量为3000kg/h的热水,从90℃冷却到50℃。环隙中冷却水从20℃升到35℃。总传热系数K=2000W/(m2·℃),水的比热容取4.18kJ/(kg·℃)。(15分)试求:(1)冷却水用量(kg/h);(2)逆流流动时的平均温度差及所需传热面积。
- 6.在一套管换热器中,苯在管流动,流量为3000kg/h,进出口温度分别为80℃和30℃,在平均温度下苯的比热容为1.9kJ/kg·℃,水在环隙中流动,进出口温度分别为15℃和30℃,逆流操作,若换热器的传热面积为2.5㎡,试求总传热系数。
- 7.在一内管为φ25×2.5mm的套管式换热器中，用水冷却苯，冷却水在管程流动，入口温度为290K，对流传热系数为850W/(m2·℃)。壳程中流量为1.25kg/s的苯与冷却水逆流换热，苯的进、出口温度为350K、300K，苯的对流传热系数为1700W/(m2·℃)。苯的比热为cp=1.9kJ/(kg·℃)，密度为ρ=880kg/m3。水的平均比热为cp=3.174kJ/(kg·℃)。忽略管壁和污垢热阻。可能用到的数据：ln3=1.0986。试求：在水温不超过320K的最少冷却水用量下，（所有结果保留三位有效数字）（1）冷却水的消耗量（）kg/s；（2）基于外表面的总传热系数（）W/（m2·K）；（3）传热平均温差（）K；（4）总传热面积（）m2。
- 8.有一钢制套管式换热器 质量流量为2000kg／h的苯在内管中 从80℃冷却到50℃ 冷却水在隙中从15℃升到35℃。已知苯对
- 9.在一列管换热器中，管内的氢氧化钠溶液与管外的冷却水进行逆流传热。氢氧化钠溶液的流量为1.2 kg/s，比热容为3770 J/(kg·℃ )，从70℃冷却到35℃ ，对流传热系数为900 W/(m2·℃)。冷却水的流量为1.8 kg/s，比热容为4180 J/(kg·℃)，入口温度15℃，对流传热系数为1000 W/(m2·℃)。按平壁处理，管壁热阻、污垢热阻及换热器热损失均忽略。试求:(1) 换热器的传热面积；(2) 操作中,冷、热流体初温不变，两流体流量都增大一倍，冷、热流体的出口温度。假设两流体均为湍流，物性不变，传热温度差可用算术平均值计算。
- 10.在通常操作条件下的同类换热器中，设空气对流传热系数为a1、水对流传热系数为a2、蒸汽对流传热系数为a3，则________。选项： A:a2 < a1 < a3 B:a2 < a3 < a1 C:a3 < a2 < a1 D:a1 < a2 < a3
- 11.(16分) 流量为2000kg/h的某气体在娗管式换热器的管程通过,温度由150℃降至80℃;壳程冷却用软水, 进口温度为15℃,出口度为65℃,与气体作順流流动。两者均处于渰流。已知气体侧的对流传热系数泜小于冷却泋侧的对流传热系数。试求: (1)冷ｴ水用量;(2)如进口水温上升为20℃,仍用原设备要达到相同的气体冷却程度,此时出口水温将为多少度?冷却水用量为多少? 管壁热阻、污垢热阻和热损失均可忽略不计。气体的平均比热为1.02kJ/(kg.K),水的比热为4.17kJ/(kg.K),不计温度变化对比热的影
- 12.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)。试求换热器的面积=（ ）m2。（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:5.472 B:3.802 C:1.581 D:2.221
- 13.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。
- 14.在一传热面积为15.8m2的逆流套管换热器中，用冷水冷却油。油的流量为2.85kg/s，进口温度为110℃；水的流量为0.667kg/s，进口温度为35℃。油和水的平均比热为1.9和4.18kJ(kg·℃)。换热器的总传热系数为320W/（m·℃）, ε=0.73。试求水的出口温度。
- 15.有一换热器,冷却水强制湍流流动下对流传热系数为1000W/(m2∙K),蒸汽的对流传热系数为10000W/(m2∙K)。实测:冷却水进出口温度为30℃和35℃,蒸汽进出口温度皆为100℃。假设管壁及污垢热阻不计,管壁很薄,热损失不计,现将冷却水量增加1倍,保持冷却水进口温度不变,蒸汽进出口温度皆为100℃的条件下,蒸汽的冷凝量约为原工况的()。 A: 1.5 B: 1.6 C: 1.8 D: 2
- 16.一换热器，在Φ25mm×2.5mm管外用水蒸气加热管内的原油。已知管外蒸气冷凝的对流传热系数为10000W/(m2·℃)；管内原油的对流传热系数为1000W/(m2·℃)，管内污垢热阻为0.00015m2·℃/W，管外污垢热阻及管壁热阻可忽略不计，则总传热系数为()
- 17.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。
- 18.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https://bgk-photo.cdn.bcebos.com/0dd7912397dda1441724fbd3a2b7d0a20cf486a6.jpgmm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6×10-4m2·℃/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。
- 19.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?
