熱量衡算和傳熱速率課件

作業(yè)(324)習題課LMTD法：對數平均溫差法

（逆流時）（并流時）第六章傳熱習題課并流時：Q、t2、K與逆流時相同

解一：LMTD法(以外表面為基準)結論：在相同條件下，

解一：LMTD法逆流時：解二：-NTU法按冷、熱流體當中的任一計算均可。以下以熱流密度最小的熱流體為基準計算。代入式1得：(以外表面為基準)解二：-NTU法前面已求得：習題課【例2】有一臺現成的臥式列管冷卻器，想把它改作氨冷凝器，讓氨蒸汽走管間，其質量流量950kg/h，冷凝溫度為40℃，冷凝傳熱系數1=7000KW/m2K。冷卻水走管內，其進、出口溫度分別為32℃和36℃，污垢及管壁熱阻取為0.0009m2K/W（以外表面計）。假設管內外流動可近似視為逆流。試校核該換熱器傳熱面積是否夠用。列管式換熱器基本尺寸如下： 換熱管規(guī)格252.5mm 管長

l=4m管程數

m=4 總管數

N=272根

外殼直徑

D=700mm附：氨冷凝潛熱r=1099kJ/kg 34℃下水的物性：解一：LMTD

法習題課--------操作型分析例3：無相變的冷、熱流體在套管式換熱器中進行換熱，今若熱流體的質量流量增大，而其它操作參數不變，試定性分析K、Q、t2、T2、tm的變化趨勢。qm12不變逆流并流練習1

無相變的冷、熱流體在套管式換熱器中進行換熱，今若冷流體的進口溫度t1下降，而其它操作參數不變，試定性分析K、Q、t2、T2、tm的變化趨勢。練習3：無相變的冷、熱流體在列管式換熱器中進行換熱，今若將單管程變成雙管程，而其它操作參數不變，試定性分析K、Q、T2、t2、tm的變化趨勢。練習4：無相變的冷、熱流體在列管式換熱器中進行換熱，因長期使用，部分管子內壁集結大量污垢而無法正常傳熱，現將這些管子堵死，而其它操作參數不變，試定性分析K、Q、T2、t2、tm的變化趨勢。對第一個換熱器（逆流），有：解(一):LMTD法180根191.5mm，長3米，(qm2Cp2)

/(qm1Cp1)

=0.5Cp2=1050J/(kg℃)，2=210-2cP，2=0.0289W/(m℃)，熱流體側、管壁及垢層的熱阻可忽略。

T

=150

℃

1

1.5qm1cp1

qm1

0.5qm1

t1=30℃

t2

t2

qm2

=2000kg/h

T’’2

對第一個換熱器，有：解(一):LMTD法

注意：不必試差！180根191.5mm，長3米，(mCp)2/(mCp)1=0.5Cp2=1.05kJ/(kg℃)，2=210-2cP，2=0.0289W/(m℃)，熱流體側、管壁及垢層的熱阻可忽略。

T

=150

℃

1

1.5qm1cp1

qm1

0.5qm1

t1=30℃

t2

t2

qm2

=2000kg/h

T2

180根191.5mm，長3米，(mCp)2/(mCp)1=0.5Cp2=1.05kJ/(kg℃)，2=210-2cP，2=0.0289W/(m℃)，熱流體側、管壁及垢層的熱阻可忽略。將A2=Nd內L＝180

0.016

3=27.130m2(qm2Cp2)

/(qm1Cp1)

=0.5qm2Cp2=20001050/3600=583.33W/(℃)t1=30℃,T1=150℃代入得：（1）

T

=150

℃

1

1.5qm1cp1

qm1

0.5qm1

t1=30℃

t2

t2

qm2

=2000kg/h

T’’2

對第二個換熱器（并流），有：解(一):LMTD法180根191.5mm，長3米，(mCp)2/(mCp)1=0.5Cp2=1050J/(kg℃)，2=210-2cP，2=0.0289W/(m℃)，熱流體側、管壁及垢層的熱阻可忽略。A2=Nd內L＝180

0.016

3=27.130m2

T

=150

℃

1

1.5qm1cp1

qm1

0.5qm1

t1=30℃

t2

t2

qm2

=2000kg/h

T’’2

180根191.5mm，長3米，(mCp)2/(mCp)1=0.5Cp2=1.05kJ/(kg℃)，2=210-2cP，2=0.0289W/(m℃)，熱流體側、管壁及垢層的熱阻可忽略。將已知條件代入得：（1）又（2）聯(lián)立求解式1、2得：

T

=150

℃

1

1.5qm1cp1

qm1

0.5qm1

t1=30℃

t2

t2

qm2

=2000kg/h

T’’2

習題課

T

=150

℃

1

1.5qm1cp1

qm1

0.5qm1

t1=30℃

t2

t2

qm2

=2000kg/h

T’’2

解(二)-NTU法換熱器1180根191.5mm，長3米，(mCp)2/(mCp)1=0.5Cp2=1.05kJ/(kg℃)，2=210-2cP，2=0.0289W/(m℃)，熱流體側、管壁及垢層的熱阻可忽略。qm2Cp2=20001050/3600=583.33W/(℃)A2=Nd內L＝180

0.016

3=27.130m2

T

=150

℃

1

1.5qm1cp1

qm1

0.5qm1

t1=30℃

t2

t2

qm2

=2000kg/h

T’’2

180根191.5mm，長3米，(mCp)2/(mCp)1=0.5Cp2=1.05kJ/(kg℃)，2=210-2cP，2=0.0289W/(m℃)，熱流體側、管壁及垢層的熱阻可忽略。對照：LMTD法換熱器2：并流，同學們自解