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。
发布时间：2024-03-31 18:01:42
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- 1.用一套管换热器将2000kg·h-1的甲苯饱和蒸汽（110°C）冷凝为饱和液体，甲苯的汽化潜热363kJ×kg-1。冷却水于16°C及5000kg×h-1的流量进入套管内管（内径为50mm）作强制湍流流动，水的对流传热系数为1740W×m-2×K-1，比热取4.19kJ×kg-1×K-1，设甲苯侧热阻和管壁热阻远小于水侧热阻。求冷却水的出口温度及套管管长。选项： A:70.65，7.79 B:50.65，8.20 C:50.65，7.79 D:60.65，7.79
- 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.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。
- 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. 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。
- 6.29.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
- 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。
- 9.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?
- 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.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。
- 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℃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 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倍,试求油的出口温度。假设油的物性不变。
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13.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(
)。 选项： A、1.5 B、1.6 C、1.8 D、2 - 14.(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
- 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.有一碳钢制造的列管换热器，传热面积为100m2，管壁厚度为2.5mm，管的导热系数为400W/m•℃。流量为2000kg/h的苯在内管中从80℃冷却到50℃，其平均比热容为1.86KJ/( )。冷却水在环隙从15℃升到35℃，其平均比热容为4.178KJ/( )。管程一侧对流传热系数230W/( )，壳程一侧的对流传热系数290W/( )，忽略污垢热阻和壁阻。试求：( )冷却水消耗量；( )并流和逆流操作时所需传热面积。
- 17.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。
- 18.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
- 19.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℃。已知苯对管壁的对流传热系数为600W/(m2·K)，管壁对水的对流传热系数100W/(m2·K)。计算总传热系数时忽略管壁热阻，按平壁计算。试解答下列问题：
- 20.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•℃)
