在列管式換熱器中,用飽和水蒸氣將空氣由10℃加熱到90℃,該換熱器由38根φ25×2.5mm,長1.5m的銅管構成,空氣在管內作湍流流動,其流量為740Kg/h,比熱為1.005×103J/Kg˙℃,飽和水蒸氣在管間冷凝。已知操作條件下的空氣對流給熱系數(shù)(或稱對流傳熱膜系數(shù))為70W/m2˙℃,水蒸氣的冷凝給熱系數(shù)為8000W/m2˙℃,管壁及垢層熱阻可忽略不計。
1)試確定所需飽和水蒸氣的溫度。
2)若將空氣量增大25%通過原換熱器,在飽和水蒸氣溫度及空氣進口溫度均不變的情況下,空氣能加熱到多少度?(設在本題條件下空氣出口溫度有所改變時,其物性參數(shù)可視為不變)
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有一單管程的列管式換熱器,其規(guī)格如下:管徑為φ25mm×2.5mm,管長為3m,管數(shù)為37根。今擬采用此換熱器冷凝并冷卻CS2的飽和蒸氣,自飽和溫度46℃冷卻到10℃。CS2在管外冷凝,其流量為300kg/h,比汽化熱為350kJ/kg。冷卻水在管內,進口溫度為5℃,出口溫度為32℃。逆流流動。已知CS2的冷凝和冷卻時的總傳熱系數(shù)分別為K1=291W/(m2·K)和K2=174W/(m2·K)(以內表面積為基準)。試問此換熱器是否合適?
蒸汽管道外包扎有兩層導熱系數(shù)不同而厚度相同的絕熱層,設外層的平均直徑為內層的兩倍。其導熱系數(shù)也為內層的兩倍。若將二層材料互換位置,假定其它條件不變,試問每米管長的熱損失將改變多少?說明在本題情況下,哪一種材料包扎在內層較為合適?
有一套管式換熱器,內管為φ180mm×10mm的鋼管,內管中有質量流量為3000kg/h的熱水,從90℃冷卻到60℃。環(huán)隙中冷卻水從20℃升到50℃??倐鳠嵯禂?shù)K=2000W/(m2·℃)。試求:(1)冷卻水用量;(2)并流流動時的平均溫度差及所需傳熱面積;(3)逆流流動時的平均溫度差及所需傳熱面積。
在一傳熱面積為20m2的列管式換熱器中,殼程用110℃的飽和水蒸汽冷凝以加熱管程中的某溶液。溶液的處理量為2.5×104kg/h,比熱容為4kJ/(kg·K)。換熱器初始使用時可將溶液由20℃加熱至80℃。(1)該換熱器使用一段時間后,由于溶液結垢,其出口溫度只能達到75℃,試求污垢熱阻值;(2)若要使溶液出口溫度仍維持在80℃,在不變動設備的條件下可采取何種措施?做定量計算。
測定套管式換熱器的總傳熱系數(shù)。數(shù)據(jù)如下:甲苯在內管中流動,質量流量為5000kg/h,進口溫度為80℃,出口溫度為50℃。水在環(huán)隙流動,進口溫度為15℃,出口溫度為30℃。水與甲苯逆流流動,傳熱面積為2.5m2。問所測得的總傳熱系數(shù)為多大?
水蒸氣管路外徑為108mm,其表面包一層超細玻璃棉氈保溫,其熱導率隨溫度t/℃的變化關系為λ=0.033+0.00023tW/(m·K)。水蒸氣管路外表面溫度為150℃,希望保溫層外表面溫度不超過50℃,且每米管路的熱量損失不超過160W/m。試確定所需保溫層厚度。
某濕物料在常壓氣流干燥器內進行干燥,濕物料處理為1kg/s,其含水量由10%降至2%。空氣的初始溫度為20℃,濕度為0.006kg水/kg干氣,空氣由預熱器預熱至140℃進入干燥器,假設干燥過程近似為等焓過程。若廢氣出口溫度為80℃,試求:預熱器所需供熱量和熱效率。系統(tǒng)損失可忽略。
在下列各種列管式換熱器中,某種溶液在管內流動并由20℃加熱到50℃。加熱介質在殼方流動,其進、出口溫度分別為100℃和60℃,試求下面各種情況下的平均溫度差。(1)殼方和管方均為單程的換熱器。設兩流體呈逆流流動。(2)殼方和管方分別為單程和二程的換熱器。(3)殼方和管方分別為二程和四程的換熱器。
盛水2.3kg的熱水瓶,瓶膽由兩層玻璃壁組成,其間抽空以免空氣對流和傳導散熱。玻璃壁鍍銀,黑度0.02。壁面面積為0.12m2,外壁溫度20℃,內壁溫度99℃。問水溫下降1℃需要多少時間?
100g水中溶解1gNH3,從手冊查得20℃時NH3的平衡分壓為986.6Pa,在此濃度以內服從亨利定律。試求溶解度系數(shù)H(單位為kmol·m-3·kPa-1)和相平衡常數(shù)m,總壓力為100kPa。