6-1 在火力发电厂的高压加热器中,从汽轮机抽出的过热蒸汽用来加热给水,过热蒸汽在加热器中先被冷却到相应的饱和温度,然后冷凝成水,最后被冷却到过冷水。试绘出冷、热流体的温度沿换热面变化曲线。
解:
6-2 一卧式冷凝器采用外径为25mm、壁厚1.5mm的黄铜管做成换热表面。已知管外冷凝侧的平均表面传热系数为5700 W/(m2·K),管内水侧的平均表面传热系数为4300 W/(m2·K)。试计算下面两种情况下冷凝器按管子外表面计算的总传热系数:(1)管子内外表面均是洁净的;(2)考虑结垢情况,管内为海水,平均温度小于50℃,管外为干净的水蒸汽。
解:1/h0?1/5700?1.7544?10?4m2?K/W
1d0125????2.643?10?4m2?K/W hidi430022黄铜的导热系数??109W/m?K
(1)管子内外表面均是洁净的情况下
k0?11d0d01d0?ln??h02?dihidi1
0.025251.7544?10?4?ln?2.643?10?42?10922?1705.5W/m2?K?(2)考虑结垢情况,管内为海水,平均温度小于50℃,管外为干净的水蒸汽 海水的污垢热阻为:Rft?0.88?10m?K/W
?42k1?
1d1?Rft0k0di?1125?0.88?10?4?1705.522?1457.01W/m2?K
6-3 有一台液—液换热器,甲、乙两种介质分别在管内、外流动。实验测得的总传热系数与两种流体流速的变化关系如附图所示。试分析该换热器的主要热阻在甲、
乙流体哪一侧?
k
介质乙的流速、进口温度不变 k
介质甲的流速、进口温度不变 0 介质甲的流速
图6-22 习题6-3附图
0 介质乙的流速
解:主要热阻在介质乙这一侧,因为增加介质甲的流速对传热系数的影响并不大,而增加介质乙的流速则使传热系数明显上升,这说明介质乙对总热阻有举足轻重的影响。
??20℃,6-4 一台1-2型壳管式换热器用来冷却12号润滑油。冷却水在管内流动,t2??100℃,出口温度t1???50℃,流量为3kg/s;热油的入口温度t1???60℃。已知换热器总t2传热系数k?350W / (m2·K)。试计算:(1)所传递的热量;(2)油的流量;(3)所需的传热面积。
解:查的润滑油的比热为C1?2.148KJ/(Kg?K) 水的比热为C2?4.174KJ/(Kg?K) 油的流量:qm1?qm2C2△t23?4.174?(50?20)??4.37Kg/s
C1△t12.148?(100?60)所传递的热量:??qm2C2△t2?3?4.174?(50?20)?375.66KW
't1?t1''?t2?60?20?40℃ ''tr?t1'?t2?100?50?50℃
△tm?t1?tr40?50??44.8℃
ln(t1/tr)ln(40/50)'''t2?t250?20t1'?t1''100?60P?''??0.375 R?'''??1.333
t1?t2100?20t2?t250?20PR?1.333?0.375?0.5
1/R?1/1.333?0.75
???0.9
△tm?44.8?0.9?40.32℃
所需的传热面积:
?375.66?103A???26.62m2
k△tm350?40.326-5 有一管壳式换热器,已知换热管的内径为17mm,外径为19mm,单程管子的根数为50根,单程管长为4m。热水走管程,热水的流量为33t/h,热水的进、出口温度分别为55℃和45℃。被加热的冷水走壳程,冷水的流量为11t/h,冷水的进、出口温度分别为15℃和45℃。若已知换热器传热系数为1200 W/(m2·K),试计算该换热器的面积和需要的管程数? 解: