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- 1.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°C,至出口预热到80°C,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°C,而出口温度仅能升到70°C,试求此时的传热系数K。
- 2.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。
- 3.有一列管式水预热器，用0.2MPa（表压）的饱和水蒸气在管间冷凝以预热水，水在Φ25×2.5mm的钢管内以0.6m/s的速度流动，其进口温度为20℃，至出口预热到80℃，取 水 蒸 气 冷 凝 表 面 传 热 系 数 为10000W （m2C）,水 的 污 垢 热 阻 为0.6103m2C W,忽略管壁热阻。试求：（1） 总传热系数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℃，而出口温度仅能升至70℃，试求此时的总传染系数K与污垢热阻。已知：988.1kg m3，0.549103Pa s，cp4.174103J kg C，0.648W m C，Rdi0.6103m2C W，0.3MPa下饱和水蒸气温度th133.3C解（1）1 1 1 d0Rdid0K0 idididiRe________0.02 0.6 988.10.549103
- 4.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。
- 5.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。
- 6.在一单程管壳式换热器中,用饱和蒸汽加热油品。壳方为160℃的饱和蒸汽冷凝为同温度的水。油品在管方呈湍流流动,并由20℃加热到110℃。换热器的热负荷为12.5×103 W,蒸汽冷凝传热系数为7000W/(m2·℃),油侧污垢热阻为0.5×10-3m2·℃/W,管壁热阻及蒸汽侧污垢热阻可忽略,换热器的热损失也可忽略。换热器的管束由25根Φ19mm×2mm的管子组成,管长为4 m。试求:(1)管内油侧对流传热系数;(2)若油的流速增加一倍,保持油的进、出口温度不变,求饱和蒸汽的温度。
- 7.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
- 8.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。
- 9.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。
- 10.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。
- 11.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
- 12.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。
- 13.29.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
- 14.(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) )。
- 15.设水在外径为33.5mm，厚度为3.25mm的铜管内流动，表面传热系数为7000W/m2·K，管子和管外空气自然对流换热的表面传热系数为7W/m2·K，则管内水和管外空气的单位管长传热系数为（ ）。
- 16. 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。
- 17.(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。
- 18.热气体在套管换热器中用冷水冷却，内管为ɸ25mm×2.5㎜钢管，热导率为45 W/(m·K)。冷水在管内湍流流动，给热系数α1=2000W/（m2·K）.热气在环隙中湍流流动，α2=50W/(m2 ·K),不计垢层热阻，试求：（1）管壁热阻占总热阻的百分数；（2）内管中冷水流速提高一倍，总传热系数有何变化？选项： A:0.3%；49 W/(m2 · ℃) B:0.2%；49 W/(m2 · ℃) C:0.3%；59 W/(m2•℃) D:0.2%；59 W/(m2•℃)
- 19.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]
