化工原理传热.pdf

传热传热1 11、沸腾传热可分为三个区域，它们是沸腾传热可分为三个区域，它们是 、和和 。工程上宜维持在。工程上宜维持在 区内操作。区内操作。2、饱和蒸汽冷凝时，传热膜系数突然下降，可能的原因是、饱和蒸汽冷凝时，传热膜系数突然下降，可能的原因是 。3、在一列管式换热器中用水来冷却某有机溶液。现希望有机溶液的出口温度降低一些（溶液的流量、进口温度不变），可采取的措施有在一列管式换热器中用水来冷却某有机溶液。现希望有机溶液的出口温度降低一些（溶液的流量、进口温度不变），可采取的措施有 。4、在一套管式换热器中，用水冷却空气，空气走管外，水走管内。为了强化传热，在 换 热 管 上 加 装 翅 片，则 应 加 在 管 的、在一套管式换热器中，用水冷却空气，空气走管外，水走管内。为了强化传热，在 换 热 管 上 加 装 翅 片，则 应 加 在 管 的 侧，原 因是侧，原 因是 。蒸汽中含不凝气，壁附近形成一层气膜，传热阻力加大，膜系数急剧下降。自然对流；膜状沸腾；核状沸腾；核状沸腾。增加冷却水的流量或降低冷却水的进口温度外侧空气蒸汽中含不凝气，壁附近形成一层气膜，传热阻力加大，膜系数急剧下降。自然对流；膜状沸腾；核状沸腾；核状沸腾。增加冷却水的流量或降低冷却水的进口温度外侧空气o内侧水内侧水i，Ai/AoS，该换热器不合要求，该换热器不合要求 传热传热16163、某列管式换热器按内表面积计算的传热面积为、某列管式换热器按内表面积计算的传热面积为 A150m2，流量为，流量为5200m3/h（标准状态）的常压空气，在管内从（标准状态）的常压空气，在管内从 20加热到加热到 90，温度为，温度为 120的饱和水蒸气在壳程冷凝放热。已知空气在标准状态下的密度的饱和水蒸气在壳程冷凝放热。已知空气在标准状态下的密度01.293kg/m2，比热容，比热容 Cp1.005103J/(kgK)，且假设空气在管内呈湍流流动，水蒸气冷凝侧热阻和管壁热阻均忽略不计。试求：，且假设空气在管内呈湍流流动，水蒸气冷凝侧热阻和管壁热阻均忽略不计。试求：1）总传传热系数；）总传传热系数；2）当空气流量增加）当空气流量增加 25，其出口温度变为多少？，其出口温度变为多少？3）若空气出口温度不变，则饱和水蒸气的温度需为多少？）若空气出口温度不变，则饱和水蒸气的温度需为多少？4）若空气和水蒸气的温度均不变，改变管长，则管长为原来的多少倍？）若空气和水蒸气的温度均不变，改变管长，则管长为原来的多少倍？传热传热1717解：解：1）空气的流量）空气的流量 V05200m3/h1.44m3/s 热负荷热负荷wttcVQp51200010314.1)(=，由已知条件计算平均温差，由已知条件计算平均温差tm=58.3 A50mA50m2 2，则以内表面积表示的总传热系数 K，则以内表面积表示的总传热系数 K1 1Q/(AQ/(Atm)45.1w/(m)45.1w/(m2 2K)2）水汽冷凝的管壁热阻忽略不计，则 KK)2）水汽冷凝的管壁热阻忽略不计，则 K1 11 1，流量增加前：流量增加前：3.58)2090(11000=AcVp（1）流量增加后：流量增加后：V01.25 V0，u1.25 u，又空气在管内是完全湍流，又空气在管内是完全湍流，8.018.025.1，即，即u，代入热量衡算方程得：，代入热量衡算方程得：22118.0200012020120ln)120()20120(25.1)20(25.1ttAtcVp=（2）联立（联立（1）、（）、（2）两式试差求得：）两式试差求得：t2=88.3 传热传热18183）当）当 V01.25 V0，t2不变，则不变，则 9020ln)90()20(25.1)2090(25.1118.0000=TTTTAcVp（3）联立（联立（1）、（）、（3）两式试差求得：）两式试差求得：t3=122.5 4）当）当 V01.25 V0，T、t2不变，则只能改变传热面积不变，则只能改变传热面积 A：3.5825.1)2090(25.118.0000=AcVp（4）联立（）联立（1）、（）、（4）两式试差求得：）两式试差求得：A=52.3m2，则管长，则管长 l l（A/A）1.046l 传热传热19194、16的盐水以的盐水以 3960kg/h 的流量通过套管换热器的内管被加热。的流量通过套管换热器的内管被加热。105的热水以的热水以 4000kg/h 的流量在环隙内与盐水逆向流动被冷却至的流量在环隙内与盐水逆向流动被冷却至 48。换热器的内管为。换热器的内管为383mm 的钢管，每段长的钢管，每段长 6m。热水对换热管的对流传热系数为。热水对换热管的对流传热系数为 6000w/(m2)，内管内、外侧的污垢热阻均为 2.610)，内管内、外侧的污垢热阻均为 2.61044 m2/w，管壁导热系数/w，管壁导热系数s46.5 w/(m)，忽略热损失。试求：（1）盐水的出口温度；（2）所需套管的段数。操作条件下两流体有关的物性平均参数为：)，忽略热损失。试求：（1）盐水的出口温度；（2）所需套管的段数。操作条件下两流体有关的物性平均参数为：/kg/m3Cp/kJ/(kg)/mPas/w/(m)盐水盐水 1200 3.3 0.95 0.56 热水热水 988 4.174 传热传热2020解：解：1）盐水的出口温度）盐水的出口温度 0 2）换热管的段数）换热管的段数 每段管子提供的传热面积为：每段管子提供的传热面积为：S1d0L0.7163m2，所需的总传热面积为所需的总传热面积为 S0=Q/K0tm，n=S0/S1)18(2.177163.032.1232.12S)/(3.925)1/(10)/(4314PrRe023.06.5Pr)(46080Re14.1032.0412003600396019.23164884.88105ln)1648()84.88105(2002000024.08.02段取，由于盐水被加热，湍流，=+=段取，由于盐水被加热，湍流，=+=nmtKQmWddddRdbdRKmWdcdusAVutmiiisimssoipsim