第56章习题课10节.pptx

1.有一套管热交换器，用热水加热空气，内管为 的铜管，管内走空气，其流量为 比热为 ，需要从 加热到 ，热水走管外，流量为 ，比热为 ，逆流操作，测得温度由 降到 。假设流体在管内和管外流动为湍流流动。问：（1）在下列方程式中，四个温差 、和 是否相等，分别为什么？为什么？（2）如果流动方向改为并流时，其平均温度差各为 多少？两种流动换热欲达到同样温度，哪一种 流动方式需要的管子长？（3）在传热过程中，水对壁的对流传热系数为 ，壁对空气的对流传热系数为 ，传热系数为 问：、的值是否相等，为什么？若管内空气改为冷水，此时 、是否相等，为什么？（4）当空气流量增加到 时，要达到同样加热温 度，提出以下三种方案，你认为哪种可行？哪 种较好？管长增大一倍；管子直径减小一倍；管子改为非圆形管。2.温度为20比热为 的溶剂以 的流率流过套管换热器内管，被加热至64，环隙内为170饱和水蒸气冷凝。换热器内管直径 ，总长 ，材料为钢，计算传热系数。如果将内管改为 的钢管，其他条件不变，求所需管长。假设两种情况下蒸汽冷凝膜系数均为 ,液体在管内均为湍流，不考虑污垢热阻及热损失。钢的导热系数 。1.解：（1）不相等，本题中分别为 因要保持一定的加热温度，所以热负荷不变即并流时的管子要加长。（2）（3）设为平壁传热（4）有利于传热，但增加能耗即可行这种方法比较方便有利于传热，但难于达到本题的要求。设改为长方形管，且长宽比为6:1，而截面积与圆形一样，（以外表面计）（2）内管改为 的钢管原工况：现工况：2.解：（1）由原工况可得：解得：则现工况：（以外表面计）即管长为