每米管长的热损失：

2π(t1?t3)Q2?3.14?(350?100)???397W/m

r1251551r1lln?lnln2?ln3λ1r1λ2r216200.22252π(t1?t3)Q??1r21r3lln?lnλ1r1λ2r2t?tt1?t2359?t2t?100?23??21r21r2125155 lnlnlnlnλ1r1λ1r116200.2225t2?349℃6. 冷却水在?25?2.5mm、长度为2m的钢管中以1m/s的流速流动，其进出口温度分别

20℃和50℃，试求管内壁对水的对流传热系数。 解：空气的定性温度：t?20?50?35℃。在此温度查得水的物性数据如下： 2cp?4.174kJ/kg?Kρ?994kg/m3

u?1m/s

，

λ?62.57?10?2W/m?K，

μ?7.28?10?5Pa?s

Re?duρ0.02?1?994??27307?10000 μ72.8?10?5Pr?cpμλ?4.87

l/d=2/0.02=100

λ0.80.462.57?10?20.8α?0.023RePr?0.023??27307?4.870.4 d0.02?0.7195?3540?1.88?4788W/(m2?℃)3-15载热体流量为1500kg/h，试计算各过程中载热体放出或得到的热量。（1）100℃的饱和蒸汽冷凝成100℃的水；（2）110℃的苯胺降温至10℃；（3）比热容为3.77kJ/(kg·K)的NaOH溶液从370K冷却到290K；（4）常压下150℃的空气冷却至20℃；（5）压力为147.1kPa的饱和蒸汽冷凝，并降温至℃。

1500kg/s,r?2258kJ/kg36001500Q?qmr??2258?941kW3600383?283(2)Tm??333Kcp?2.19kJ/(kg?K)21500Q?qmcp(T1?T2)??2.19?(383?283)?91.3kW3600(2)NaOHcp?3.77kJ/(kg?K)(1)qm?1500?3.77?(370?290)?126kW360020?150(4)tm??85℃cp?1.009kJ/(kg?℃)21500Q?qmcp(t1?t2)??1.009?(150?20)?54.7kW3600(5)p?147.1kPats?111℃,r?2230kJ/kgQ?qmcp(T1?T2)?t2?50℃cp?4.2kJ/(kg?℃)Q?qm[r?cp(t1?t2)]?1500(2230?4.2?61)?1035.9kW. 3600tm?111?50?80.5℃23-17在一套管式换热器中，用冷却水将1.25kg/s的苯由350K冷却至300K，冷却水进出口温度分别为290K和320K。试求冷却水消耗量。

350?300?325Kcp1?1.83kJ/(kg?K)2Q?qm1cp1(T1?T2)?1.25?1.83?(350?300)?114.3kW解：Tm?

290?320?305℃cp?4.174kJ/(kg?℃)2Q114.3qm???0.91kg/scp2(t1?t2)4.174?30tm?3-18 在一列管式换热器中，将某液体自15℃加热至40℃，热载体从120℃降至60℃.试计算换热器中逆流和并流时冷热流体的平均温度差。 解：逆流

解：逆流：?t1?120?40?80℃,?t2?60?15?45℃?tm??t1??t280?4535???60.8℃?t1800.5753lnln?t245?t1??t2105?2085???51.3℃?t11051.658lnln?t220并流?t1?120?15?105℃,?t2?60?40?20℃?tm?60 15 120 40

3-20在一内管为?25?2.5mm的套管式换热器中，管程中热水流量为3000kg/h，进出口温度

分别为90℃和60℃；壳程中冷却水的进出口温度分别为20℃和50℃，以外表面为基准的总

2

传热系数为2000W/(m·℃),试求：（1）冷却水的用量；（2）逆流流动时平均温度差及管子的长度；（3）并流流动时平均温度差及管子的长度。

解：Q?qm1cp1(T1?T2)?qm2cp2(t1?t2)cp1?4.19kJ/kg,cp2?4.174kJ/kg3000?4.19?(90?60)?qm2?4.174?(50?20)qm2?3011kg/h逆流：?t1?90?50?40℃,?t2?60?20?40℃?tm?40℃Q3000?4.19?103?30Q?KS?tm?S???1.309m2K?tm3600?2000?40s1.309??2.315mπd3.14?180?10?3并流?t1?90?20?70℃,?t2?60?50?10℃s?πdl?l??tm??t1??t270?1060???30.76℃?t1701.95lnln?t210

Q3000?4.19?103?30S???1.703m2K?tm3600?2000?30.76l?s1.703??3.01m?3πd3.14?180?10

吸收

2．向盛有一定量水的鼓泡吸收器中通入纯的CO2气体，经充分接触后，测得水中的CO2平衡浓度为2.875×102kmol/m3，鼓泡器内总压为101.3kPa，水温30℃，溶液密度为1000 kg/m3。

－

试求亨利系数E、溶解度系数H及相平衡常数m。 解：

查得30℃，水的ps?4.2kPa p稀溶液：c?*A?p?ps?101.3?4.2?97.1kPa

1000?55.56kmol/m3 18?MS?cA2.875?10?2??5.17?10?4 x?c55.56