1、已知热-冷流体的进、出口温度C、C、C、C，试计算下列流动布置时换热器的对数平均温差：（1）顺流；（2）逆流；（3）一次交叉流（两种流体各自不混合）；（4）一次交叉流（一种混合，另一种流体不混合）解：（1）对顺流：，（2）对逆流：，（3）一次交叉流（一种混合，另一种流体不混合），查图10－15得到：所以（4）对一次交叉流（两种流体各自不混合），查图10－15得到：所以2、有一台逆流式油-水换热器，已知油的进口温度C，出口温度C，油的密度kg/m3，比热容kJ/(kgK)；冷却水的进口温度C，出口温度C，流量kg/s。换热器的传热系数W/(m2K)，试求：（1）油的流量；（2）换热器的换热量；（3）换热器的传热面积。解：先计算换热器的换热量，在该温度范围内水的比热容由得到：由可以计算油的流量：，由得到：3、某蒸发器的管壁厚3mm，材料是钢。长久使用后其表面覆盖一层厚为0.5mm的水垢。试求传热系数的变化，并就计算结果讨论水垢对传热系数的影响。已知：α沸＝2791W/(m2·K)，α冷凝＝11630W/(m2·K)，λ钢=46.5W/(m·K)，λ水垢=1.745W/(m·K)。解：假定各传热面面积相等，则：（1）结垢前：（2）结垢后：所以，结垢前后变化：可见结水垢后传热效率大大下降。答：水垢使总传热系数下降了36％。4、一蛇管热交换器是用外径20mm，厚2mm的铜管装置在水槽中。CO2气体以24kg/h的流量在管内流动，其温度由50℃降到20℃，CO2的平均Cp=0.83kJ/(kg·K)。冷却水自槽底进入，以110kg/h的流量缓缓流进，自槽顶离去，这样冷却水可以当作以自然对流的方式与CO2进行热交换。水的进入温度为10℃。已知CO2对壁的α1＝58.2W/(m2·K)，管壁对水的α2＝58.2W/(m2·K)，管壁λw=383.8W/(m·K)，试计算冷却水的出口温度和热交换器的传热膜系数。解：（1）热量衡算：水升温吸收的热量＝CO2降温释放的热量即水的物性值先以10℃的情况计算：查水的物性值，则所以：to=11.3℃验证水的物性值假设：水的平均温度：以10℃的水计算是可以的。所以冷却水的出口温度为11.3℃。（2）求K根据热阻叠加规律：同理可得：答：冷却水的出口温度为11.3℃，热交换器的传热膜系数为45.05W/(m2.K)。(如以圆筒壁的平均面为基准，则传热膜系数为50.05W/(m2.K)；如以圆筒壁的内表面为基准，则传热膜系数为56.31W/(m2.K)。一般没有特别指明，应以外表面为基准计算传热系数K。)练习题1.设有一管壳式换热器，热流体的进、出口温度57℃、35℃，冷流体的进、出口温度28℃、30℃。试求在顺流、逆流和一流程交叉流热流体横向混合、冷流体横向不混合时三种情况下的对数平均温差。2.管壳式冷油器的冷却水在双管程中流动，其进、出口温度为20℃、60℃，水流量为每分钟70公斤，将热油从110℃冷却到60℃，冷油器的总传热系数为300W/m2℃,试计算冷油器的传热面积。(设管程为2管程，水在40℃的比热容为Cp=4.174kJ/kg℃,)3.某一换热器总换热面积为60m2，用来冷却质量流量为1000kg/h、温度为200℃的油，设该油的比热为1.9kJ/kg.℃，水的进口温度为30℃、流量为6000kg/h。该换热器的传热系数为300W/m2℃，水的比热为Cp=4.174kJ/kg℃。试计算换热器中的流体在以顺流和逆流两种方式运行时，油在换热器出口的温度。
