化工原理习题解答

cp?1.528kJ/kg?oC,??6.4mPa?s,??0.365W/m?oC

??壁温60℃时的硫酸黏度μw?8.4mPa?s 因为黏度较大,故用式(3-16)计算

??0.027?0.14?Re0.8Pr0.33() d?wdu?0.02?1?1800??5625?104 过渡流 ?3?6.4?10??cp6.4?10?3?1.528?103Pr???26.8

?0.365Re?0.3656.4?10?30.140.80.33α?0.027??(5625)?(26.8)?()?1418W/(m2?oC) ?30.028.4?10过渡流校正

6?1056?105f?1??1??0.8934 1.81.8Re(5625)?过???f?1418?0.8934?1267W/(m?oC)

9、原油在Φ89×6㎜的管式炉对流段的管内以0.5m/s的流速流过而被加热,管长6m。已知管内壁温度为150℃,原油的平均温度为40℃。试求原油在管内的对流传热系数。 已知原油的物性参数为:

3ρ?850kg/m,cp?2kJ/(kg?oC),??26mPa?s,??0.13W/(m?oC),??0.0011(1/oC)原油

150℃时的黏度

μw?3.0mP?sa

解:原油在管内流动的Re Re?Pr?du?0.077?0.5?850??1259 (层流) ?3?26?10??cp?26?10?3?2?103??4000.13 (0.6

Re?Pr?d0.077?1259?400??6462?10 l6l6??77.9?10 d0.077所以原油在管内的对流传热系数用式(3-19)计算

?d1???1.86(Re?Pr?)3()0.14

dl?w(?26)0.14?()0.14?1.353 ?w30.130.07713?(1259?400?)?1.353?79.2W/(m2?K) 0.077637

α?1.86?

由于

Gr?gd3?2??t?29.81?0.0773?8502?0.001?(150?40)54 ??5.265?10?2.5?10?32(26?10)所以对流传热系数需校正

f?0.8(1?0.015Gr13)?1.77

?????f?79.2?1.77?140W/(m?oC)

10、铜氨溶液在由四根Φ45×3.5 ㎜钢管并联的蛇管中由38℃冷却至8℃,蛇管的平均曲率半径为0.285 m。已知铜氨溶液的流量为2.7m3/h,黏度为2.2×10-3Pa?s,密度为1200km/m3,其余物性常数可按水的0.9倍选用,试求铜氨溶液的对流传热系数。 解∶定性温度 t定?38?8?23oC 2查得水在23℃时的物性参数,并折算为铜氨液的物性: cp?0.9?4.18?3.76kJ/(kg?oC),??0.9?0.6045?0.544W/(m?oC)

四组蛇管并联的横截面积:

?A?4?(d2)?3.14?0.0382?0.00453m24 2.7V3600?0.166m/s管内流速u??A0.00453Re?Pr?du?0.038?0.166?1200??3420?104 过渡区 ?3?2.2?10??cp?2.2?10?3?3.76?103??15.20.544

铜氨液被冷却,k=0.3,则:

?0.544??0.023Re0.8Pr0.3?0.023??(3420)0.8?(15.2)0.3?500.4W/(m2?oC)

d0.038过渡流需校正

6?1056?105f?1??1??0.7388 1.81.8Re(3420)α过???f?500.4?0.7388?369.7W/(m?oC)

弯管校正

d0.038α弯?α过(1?1.77)?369.7?(1?1.77?)?456.9W/(m2?K)

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