化工原理答案

1、6. 在并流換熱器中，用水冷卻油。水的進(jìn)=50 ，）tt/t，40，油的進(jìn)出口）/ln（t（ =t-15出口溫度分別為221m1 =?，F(xiàn)生產(chǎn)任務(wù)要 溫度分別為150和100*，= Stm求油的出口溫度降至80，假設(shè)油和水= KStm / KQ/Q00，=50/70 的流量，進(jìn)出口溫度及物性不變，若換熱Ltm / Ltm，=1m，試求此換熱器的管長增至 L 器的管長為7.若干米才能滿足要求。設(shè)換熱器的熱損失重油和原由在單程套換熱器中呈并流流動(dòng)，糧站油的初溫分別為243和128；可忽略。 終溫分別為167和解：根據(jù)題意列出關(guān)系式： 157 。若維持兩種油的流量和初溫不變，而將兩流體改為逆 熱流體（

2、油）： =100 TT=150 21流，試求此時(shí)流體的平均溫度差及他們的=40=15 t ：冷流體（水）t21終溫。假設(shè)在兩種流動(dòng)情況下，流體的無 =150 現(xiàn)在要求：熱流體（油）：T1性和總傳熱系數(shù)均不變，換熱器的熱損失 T=802可以忽略。解：由題意得：冷流體（水） =：t=15 t21并流時(shí)：熱流體（重油）：TC （ Q= W開始：CT - T）=50 W =243 11 2hhphphT=167 冷流體（原油）：t=128C）-t（ =WCt=25W 1cpcc2pc21t=157 Q =WC（T - T ）tmS=K=76 WC ph21 h0h02 ph =Wt/lnt）（C（t-

3、t）=29W）t/C=KStm -t= t（011pc2pc0m2c1 2c t =（t =）（）（=135-60/ln135/60-t）/ln2 m1，（ - T（CT改變后： Q=Wt/t） =700 =43 21 21phh C改為逆流后：W熱流體（重油）：T=243 1hph，=C =W（=）-tt（ t T2122cpc，= C冷流體（原油）-15W：t2pcc，t tm=128S=K 100， -15t（25/ =50/70 ）同理：t 22， ）=（243- t =（t-Q t=WC（T - T）/ln（221 ph1mh ，t/CW t）=TC）WC=W（t-t）=（t -12

4、8）2hpcph1c2pc1c22，（2tm）殼方和管方分別為單程和四程，=KS 00，則需計(jì)算平均溫度差校正系數(shù)T，） t29/（ -128）=76/（243- t22，由已知條件計(jì)算得T = t -（1）= t22，=tm=tm=（243- t）-（Ttm= t22，（-/）（T-128） 3）查圖得，= ）-128/ln（243- tt22，=tm=（2） tm= t，*， （tm= tm / t=29/又 Q/Q29.）（3在逆流換熱器中，用初溫為20的水將）-128 - ，s T=的液體（比熱容為kg）2（由1）（）（3解得 t?，密度為 22，850kg/m），由80 冷卻到30。

5、換熱器的 =tm=列管直徑為，水走管方。水側(cè)和液體側(cè)在下列各種管式換熱器中，某溶液在管8.2?）和 W/（m的對流傳熱系數(shù)分別為 W/5020內(nèi)流動(dòng)并由加熱到。加熱介質(zhì)在2?）。和100污垢熱阻忽略。（m若水的出口溫度殼方流動(dòng)，其進(jìn)出口溫度分別為不能高于6050，試求換熱器的傳熱面積。 ，試求下面各種情況下的平均溫度差。 解：熱流體：T殼方和管方均為單程的換熱器。設(shè)=80 T=30 (1)21冷流體：t=50 t兩流體為逆流流動(dòng)。 =20 12t=30(2)殼方和管方分別為單程和四程的 t=100 21t =（t換熱器。 -t）/ln（21m t/t）=(3)殼方和管方分別為二程和四程的 21

6、Q =WC（T - T ）=103換熱器。 2phh1 =60 T =243T1（解：）熱流體：50= 21又Q= KS =128 t =50t冷流體：tm，其中 1/ K = d/0100022 /W? =40mt =50Kt解得+1/d310=00 ii21 103 S=103 02的單程列管式換熱50m11.在一傳熱面積為S=3 0器中，用水冷卻某種溶液。兩流體呈逆流 流動(dòng)。冷水的流量為在列管式換熱器中用冷水冷卻油。水在33000kg/h，溫度由10.20升至38。溶液的溫度由110直徑為192mm的列管內(nèi)流動(dòng)。已知管內(nèi)水降至260?），管外側(cè)對流傳熱系數(shù)為3490 W/（m。若換熱器清

7、洗后，在兩流體的流量2和進(jìn)出口溫度不變的情況下，冷水出口溫油側(cè)對流傳熱系數(shù)為258 W/（m?）。換度增至45熱器用一段時(shí)間后，管壁兩側(cè)均有污垢形。試估算換熱器清洗前后傳熱面兩側(cè)的總污垢熱阻。假設(shè)（成，水側(cè)污垢熱阻為?/W，油側(cè)污垢熱阻1）兩種情況下，流體物性可視為不變，水的比熱容可?），?/W。管壁導(dǎo)熱系數(shù)為45 W/（m取（2）kg?）；（2）可按平壁處理，兩種工1試求：（）基于管外表面的總傳熱系數(shù)；況下和分別相同；產(chǎn)生污垢后熱阻增加的百分比。 （3）忽略管壁熱阻0i和熱損失。）1/K=d +1/d解：（1i00 i解：換洗前：熱流體：d+bd+Rd/d+R/ T=110 T=60 210

8、si00ims0冷流體：t=38）（ =19/349015+19/15+ 2t=20 ）+1/258 （）（19/4512t=72 /W? t=40 =208 m K210 t =（t 2（）產(chǎn)生污垢后增加的總熱阻：-t）/ln 2 m1（t/153490=19/R d/ d+ （）t）= 2s0i01i Q= WC（+= T - T ）=50WC ph1 hhph2 =WC 產(chǎn)生污垢前的總熱阻：（t-t）12pcc=18W/C+ bd+1/dd/ d =19/pci0imc00=KS+1/258）45（）19（+）15（3490/tm = 00=254 K代入數(shù)據(jù)計(jì)算得 =02 ?）m（W/

9、 =%增加的百分比為： 換洗后：熱流體：T=110 112.在一單程列管換熱器中，用飽和蒸汽加=60 T2熱原料油。溫度為160=38 飽和蒸汽在殼程冷冷流體：t2凝（排出時(shí)為飽和液體）=20 ，原料油在管程流t1動(dòng)，并由20t=72 加熱到106，列管換熱器1尺寸為：列管直徑為19=40 2mm，管長為t24m ，共 =t（t-t）25根管子。若換熱器的傳熱量為2m1 2m （，蒸汽冷凝傳熱系數(shù)為7000 W/125Kw/ln（t/t）=212?/W，管壁?），油側(cè)污垢熱阻可去為 m C Q= W（T - T）2h1 ph熱阻和蒸汽側(cè)垢層熱阻可忽略，試求管內(nèi)CW =（100-T）ph2h油側(cè)

10、對流傳熱系數(shù)。（Ct-t） =W1pcc2又若有的流速增加一倍，此時(shí)若換熱器的 C=25Wpcc，總傳熱系數(shù)為原來的倍，試求油的出口溫S =Ktm00度。假設(shè)油的物性不變。 100-T50/（）=18/25 2解：1/K=dT= /d+1/+Rd/d，又K=Q/S0i2i0 i0si0i0，t）tm tt =（-2 m1， 其中S=2519 1034= ）t/ln（/t=3521，t =（t-t= K）-t（C Q= =Wt）/ln（t/t）2 m11cpc2120，= tmS 02，?）m= W/K /（）= W/（K =125103代入數(shù)據(jù)計(jì)算得 0022?） = W/（m 可以解得m（?

11、） i -1/ 改變流速后：總污垢熱阻為：1/ K 0，2?）m =1/245-1/ KK（= = W/00*，-t）/（tt-t）=12510（ Q=2Q1212，-32 = /W? m10/86t3（）-202， =（T-t）-（T- Q=1930/3600103（ 又t90-50）= m 1，103T-）/ln（T-t）/（tJ/s） t 2 12 ， t =Q/KS=103/=Q（/KS 2306）= 0 m0，t =（t-t）/lnt t 可以解得= /1221 mt=（90- t）-（50-18）/ln（90- t）222/（50-18的正丁醇在逆流換熱器中被冷卻到） 2試差得50。換熱器的傳熱面積為t=，總傳熱系 6m22假定無熱阻損失即冷水吸收熱量和正?）。若正丁醇的流量為m23