天津大学版 化工原理 第四章 5.传热计算 ppt 课件.ppt

例题 例3-6 某车间有一台运转中的单程列管式换热器，热空气走管程，由120℃降至80℃，其对流传热系数a1=50W/ m2·℃。壳程的水被加热，水进口温度为15℃，出口升至90℃，其对流传热系数a2=2000 W/ m2·℃。管壁热阻及污垢热阻皆可不计，换热器系逆流操作。试计算水量增加增加一倍时，水和空气的出口温度t2′和T2′为若干。 解 根据水量增加之前的条件计算传热面积 Q=G1cp1(T1-T2) = G1cp1(120-80)=40 G1cp1 例题 下面计算水量增加一倍时，水与空气的出口温度t2′和T2′。热量衡算式为 G1′cp1( T1-T2′)= 2G2cp2(t2′-t1) t2′-t1= G1cp1/2G2cp2 ( T1-T2′) (b) 根据水量增加之前的条件计算 G1cp1/ G2cp2 = t2-t1/ T1-T2=(90-15)/(120-80)=1.88 将此值代入(b)式，得 t2′- t1=(1.88/2)( T1-T2′)=0.94* (T1-T2′) (c) 传热基本方程式 ℃ 将式(a)式(c)及K′值代入式(d)中得 ? 由式(a)与(e)解得 t2′=59.8℃， T2′=72.3℃ 例题 1.有一逆流操作的换热器，热流体为空气，α1＝100W/（m2.℃），冷却水走管内， α2＝2000W/（m2.℃）。已测得冷热流体进出口温度为t1=20℃、t2=85℃，T1=100℃、T2=70℃，管壁的热阻可忽略且管壁很薄。当水的流量增加一倍时，试求： （1）水和空气的出口温度？（2）热流量Q′比原来的Q增加多少？ 解：（1）原工况 (a) (b) 联立(a)、(b)解得： T2′=59.8℃ ， t2′=63.8℃ (2)新旧两种工况的传热量之比 2.某气体冷却器总传热面积为20m2，用以将流量为1.4kg/s的某种 气体从50℃冷却到35℃。使用的冷却水温度为25℃，与气体作逆流流动。换热器的传热系数约为230W/m2.℃，气体的平均比热为1.0kJ/(kg.℃)。试求冷却水用量及出口水温。 解： 试差得t2=48.4℃ 有一碳钢制造的套管换热器，内管直径为φ89mm×3.5mm，流量为2000kg/h的苯在内管中从80℃冷却到50℃。冷却水在环隙从15℃升到35℃。苯的对流传热系数αh=230W/（m2·K），水的对流传热系数αc=290W/（m2·K）。忽略污垢热阻。试求：①冷却水消耗量；②并流操作时所需传热面积；假设总传热系数随温度的变化忽略不计。 例 题 解 ①苯的平均温度℃，比热容cph=1.86×103J/（公斤·K）苯的流量Wh=2000kg/h，水的平均温度℃，比热容cpc=4.178×103J/（公斤·K）。热量衡算式为 （忽略热损失） 热负荷 W冷却水消耗量 公斤/h 解题过程 ②以内表面积Si为基准的总传热系数为Ki，碳钢的导热系数=45W/（m·K） =4.35×10－3+7.46×10－5+3.18×10－3 =7.54×10－3m2·K/W Ki=133W/（m2·K），本题管壁热阻与其它传热阻力相比很小，可忽略不计。 并流操作 ℃ 传热面积 m2 4、某化工厂用一热交换器，每小时冷凝3.4t/h的工业酒精。已知酒精温度80℃，汽化潜热为1072kJ/kg，酒精蒸气在管外冷凝，测得其α1＝2268W/(m2? K) ,冷却水在管内流动，水流速度为0.4m/s，进口水温为20℃，流量为34500kg/h，钢管规格Ф30×2.5mm，长2m，钢管导热系数46.5W/(