新大《传热学》习题及解答第10章 传热过程分析与换热器的热计算.docx

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1、第10章传热过程分析与换热器的热计算(题解)【习题10-3】一卧式冷凝器采用外径为25mm、壁厚L5mm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也,=5700W(m2),管内水侧的平均表面传热系数Aj=5700W(m2.)试计算下列两种情况下冷凝器按管子外表面面积计算的总传热系数:(1)管子内表面均是洁净的;(2)管内为海水,流速大于lms,结水垢,平均温度小于5(C;蒸汽侧有油。解:(1)内外表面洁净时:黄铜管4=109W/(mK)di=do-2=0.025-20.0015=2.2102m=(%-/)=kdol。TaJ=S=OjTf=OlOm一R-I11do1111do1+In

2、+In+hiAi2ldihoA0hidil2Zldihodl.111dodo1do112.5x10-22.510-212.5IO-21丁丁+377加丁+丁X,+In,+hidi2diho43002.210-221092.2IO-25700=2201W(m2K)(2)结水垢时:查表:P492,表10-1,海水污垢热阻Rj=O.88xl712.WP493,表10-3,水蒸气(含油)污垢热阻凡=0.0003m2Wk=1l)42di也J1(1oo.x八2.5x10-22.5x10-212.510-2(1AZWWlnI0.8810Ix_+In+0.00031V4300)2.2x10-221092.210

3、2Ik5700)=1152W(m2)【习题10-9已知,=300C,r*=210oC,t,2=IOOoC,=200oC,试计算下列流动布置时换热器的对数平均温差:(1)逆流布置;(2) 一次交叉,两种流体均不混合;(3) 1一2型壳管式,热流体在壳侧;(4) 24型壳管式,热流体在壳侧;(5)顺流布置。解:(1)逆流布置:,一=300oC-200C=100,C=Aj加=210oC-100oC=IlO0C=xt=52:Mmin=IIf=104.9ClnlnA%,l(2) 一次交叉,两种流体均不混合:一=200-10。t-t,1300-100查表:P480,图10-25,=0.92Mm=(Mm)c

4、tf=0.92104.9=96.5(3) 1一2型壳管式,热流体在壳侧:心YJoO-IoOE;一;300-100300-210=09200-100查表:P479,图1023,=0.85Ao=WfQCff=85104.9=89.2oC(4) 24型壳管式,热流体在壳侧:200-100300-100300-210.09200-100查表:P479,图10-24,=0.97Mm=以AO)M=O104.9=10L8oC(5)顺流布置:tnax=-001=63.4C桁Ejln【习题IO-L3】一台1-2型壳管式换热器用来冷却11号润滑油。冷却水在管内流动,4=2(VC,/;=50,流量为3kgs;热油入

5、口温度为IoOC,出口温度为60C,=350W(m2)o试计算:(1)油的流量;(2)所传递的热量;(3)所需的传热面积。解:(1)11号润滑油,=100-6=80oC,c1=2148J(kg)22冷却水,G=?+=20+50=35c,c2=4174J(kgK)22=qntM(1-4)=%2。2(4-;)_3x4174x(50-20)C1(/;-/:)2148x(100-60)-4-37k8/S(2)0=夕巾202(-4)=3X4174x(5020)=3756105W=kAtm=kA(Atn)ctf对逆流布置:-=IOO-50=50C=Stmax,j=60-20=4(C=A*,(M)/50-40I50In40=44.8oC对1-2型壳管式换热器:50-20=0.375100-20100-60=1.3350-20查表:P479,图1023,=0.873.756105“一2/=27.53m:k(tm)ctf3500.8744.8【习题10-32试证球状物体的临界热绝缘半径其中,4为绝热材料的导热系数,人为球外表面的表面传热系数,假定为常数。解:设球状物体的内半径为勺,温度为,其外半径为,周围介质的温度为土。

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