传热习题课计算题

1、现测定一传热面积为2m2的列管式换热器的总传热系数K值。已知热水走管程，测得其流量为1500kg/h，进口温度为80℃，出口温度为50℃；冷水走壳程，测得进口温度为15℃，出口温度为30℃，逆流流动。（取水的比热cp=4.18×103J/kg·K） 解：换热器的传热量：Q＝qmcp(T2－T1) ＝1500/3600× 4.18× 103× (80－50)=52.25kW 传热温度差△tm： 热流体 80 → 50 冷流体 30 ← 15 △t1=50， △t2=35 23 55 021tt 传热温度差△tm可用算数平均值： 5.4 223 55 0221tttm℃ 23/6 1 55.4 221 02 5.5 2mWtAQKm℃ 2、一列管换热器，由φ 25×2mm的126根不锈钢管组成。平均比热为4187J/kg·℃的某溶液在管内作湍流流动，其流量为15000kg/h，并由20℃加热到80℃，温度为110℃的饱和水蒸汽在壳方冷凝。已知单管程时管壁对溶液的传热系数αi为520W/m2·℃，蒸汽对管壁的传热系数α0为1.16×104W/m2·℃，不锈钢管的导热系数λ＝17W/m·℃，忽略垢层热阻和热损失。 试求：管程为单程时的列管长度（有效长度） （总传热系数：以管平均面积为基准，00111ddbddKmimi） 解：传热量：Q＝qmcp(t2－t1) ＝15000/3600×4187×(80－20) ≈ 1.05×106W 总传热系数：（以管平均面积为基准） 1111152023210 002171116102325004KddbddKimim .. 解得： K＝434.19W/m2·℃ 对数平均温差： 110110 2080 △t1=90 △t2=30 tttttm 1212903090 3054 61lnln.℃ 传热面积： QKAtmm AQK tmmm10510434 1954 6144 2862.... An d Lmm ； 列管长度：LAn dmmm44 281263140 0234 87.... 3、有一列管式换热器，装有φ 25×2.5mm钢管320根，其管长为2m，要求将质量流量为8000kg/h的常压空气于管程由20℃加热到85℃，选用108℃饱和蒸汽于壳程冷凝加热之。若水蒸汽的冷凝传热膜系数为1×104W/m2·K，管壁及两侧污垢热阻均忽略不计，而且不计热损失，已知空气在平均温度下的物性常数：λ=2.85×10-2W/m·K，μ=1.98×10-5N·s/m2，cp=1kJ/kg·K，Pr=0.7。 试求：(1）空气在管内的对流传热系数； （2）求换热器的总传热系数（以管子外表面为基准）； （3）通过计算说明该换热器能否满足要求； （4）计算说明管壁温度接近于哪一侧的流体温度。 解：(1) 空气在管内流速： ...