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- 1.29.有一台列管式换热器,内有φ25mm2.5mm钢管44根,管长为1.5m,单管程管程中的冷却水将壳程中100℃的蒸汽冷凝,蒸汽冷凝侧热阻、管壁及两侧污垢热阻忽略不计,不计热损失。冬季时冷却水进口温度为15℃,出口温度为37℃。已知冷却水的比热容Cp=4180J/(kg ℃),黏度μ=1mPa·S,导热系数λ=0.6W/(m:℃),蒸汽冷凝潜热r=2.26×106J/kg.(设以上物件不随温度变化)。试求:(1)冬季时冷却水用量及蒸汽冷凝量各为多少(kg/h)?(2)夏季时冷却水进口温度为29℃,若冷却水用量与冬季相同,则夏季冷却水出口温度为多少?蒸汽冷凝量将变为多少
- 2.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
- 3.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
- 4.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。
- 5.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。
- 6.凝汽器变工况特性曲线包含的量有（）。选项： A:被凝结的蒸汽量; B:冷却水量; C:冷却水进口温度; D:冷却水出口温度
- 7.凝汽器变工况特性曲线包含的量有（）。选项： A:被凝结的蒸汽量; B:冷却水量; C:冷却水进口温度; D:冷却水出口温度
- 8.用夹层锅加热水,水量为500kg,由25℃加热到100℃,取水的比热容为 Cp=4.187 kJ/(kg·K),加热介质为130℃的饱和蒸汽,设蒸汽为饱和冷凝,温度不变,设传热系数为500W/(m2·K),换热面积为1.5m2,若不计热损失,求加热所需时间。[答案:0.97h]
- 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。
- 11.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。
- 12.(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。
- 13.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。
- 14.有一列管式水预热器，用0.2MPa (表压)的饱和蒸汽在管间冷凝以预热水，水在Φ25×2.5 mm的钢管内以0.6 m/s 的速度流动，其进口温度为20℃，至出口预热到80℃，水蒸汽冷凝表面传热系数为10000 W/(m2 C), 水的污垢热阻为0.6X10-3 m2 C/W, 忽略管壁热阻，试求：（1）传热系数 K（2）操作一年后，由于水垢积累，换热能力下降，如果水流量不变，进口温度仍为20℃，而出口温度仅能升到70℃，试求此时的传热系数K。
- 15.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?
- 16.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?
- 17. 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？
- 18.某车间有一台列管式换热器，用作冷凝器，管内走比热4．2kJ／kg·K的某溶液，流量为258kg／s，进口温度为330K，出口温度为310K，管外为冷却水，进口温度为285K，出口温度为300K，设已知换热器的总传热系数K=657W／(m2·K)，请计算该换热器换热面积为多少?
- 19.流量为2000kg/h得某气体在列管式换热器得管程流过,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。已知气体侧得对流传热膜系数远小于冷却水侧得对流传热膜系数,管壁热阻、污垢热阻与热损失均可忽略不计,气体平均比热为1、02kJ/kg·℃,水得比热为4、17kJ/kg·℃,不计温度变化对比热得影响,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得气体冷却程度,此时对数平均温差为多少?(3)此时得出口水温将为多少?(4)此时得冷却水用量为多少?
- 20.(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
- 21.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。
- 22.在双管程的列管换热器中用饱和水蒸气预热有机溶剂,蒸汽在壳程中冷凝为同温度的水。溶剂走管内。已知:水蒸气,温度120℃,冷凝潜热为2236kJ/kg,冷凝对流给热系数为10000W/(m2·℃);溶剂,流量为45000kg/h,进口温度为42℃,出口温度82℃,此温度下的比热容kJ/(kg·K);换热器,管子规格为ϕ25mm×2.5mm,换热管材的导热系数为45W/(m2·℃),以管外表面积为基准的传热面积65m2。换热器壳程没有保温,四周环境温度15℃,壳外表面积为12m2,外壳与周围环境的自然对流给热系数为14.5W/(m2·℃)。试求:[br][/br]1)忽略壳壁热阻,估计蒸汽的冷凝量(kg/h)。[br][/br]2)若换热管两侧无污垢,试求管内溶剂的对流给热系数。[br][/br]3)若将上述双管程的换热器改为四管程,而换热管总根数不变,并假定溶剂的流量、进口温度、蒸汽温度、蒸汽的冷凝给热系数均不变,溶剂物性变化可忽略,试求溶剂的出口温度。(假设双管程时管内流动为湍流状态)
- 23.3、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？
