在一逆流套管换热器中,冷、热流体进行交换。两流体的进、出口温度分别为t1=20℃、t2=85℃,T1=100℃、T2=70℃。当冷流
在一逆流套管换热器中,冷、热流体进行交换。两流体的进、出口温度分别为t1=20℃、t2=85℃,T1=100℃、T2=70℃。当冷流体的流量增加一倍时,试求两流体的出口温度和传热量的变化情况。假设两种情况下总传热系数可视为相同,换热器热损失可忽略。
在一逆流套管换热器中,冷、热流体进行交换。两流体的进、出口温度分别为t1=20℃、t2=85℃,T1=100℃、T2=70℃。当冷流体的流量增加一倍时,试求两流体的出口温度和传热量的变化情况。假设两种情况下总传热系数可视为相同,换热器热损失可忽略。
每小时有一定量的气体在套管换热器中从T1冷却到T2,冷水进出口温度分别为t1和t2,两流体呈逆流流动,并均为湍流。若换热器尺寸已知,气体向管壁的对流传热系数比管壁向水的对流传热系数小的多,污垢热阻和管壁热阻可以忽略不计。试讨论以下各项:
油的流量和初温不变,而将两流体改为逆流,试求此时流体的平均温度差及它们的终温。假设在两种流动情况下,流体的物性和总传热系数均不变化,换热器的热损失可以忽略。
换热器中冷、热流体一般为逆流流动,这主要是为了______。
(A)减少流动阻力
(B)减少加热剂或冷却剂的用量
(C)提高传热系数
在一套管换热器中用水逆流冷却某种溶液,溶液量为1.4kg·s-1,比热为2kJ·kg-1·K-1,走内管(规格为φ25×2.5mm),从150℃冷却到100℃。冷却水走套管环隙,从25℃升温至60℃,水的比热为4.18kJ·kg-1·K-1。
(1) 已知溶液一侧的对流传热系数为1160W·m-2·K-1,冷却水一侧的对流传热系数为930W·m-2·K-1,忽略管壁和污垢的热阻及热损失,求以传热外表面积为基准的总传热系数K和冷却水的用量(kg·h-1)。
(2) 计算内管的外表面积和管长。
在套管换热器中用水冷却煤油。水的流率为600kg·h-1,入口温度为15℃;煤油的流率为400kg·h-1,入口温度为90℃,两流体并流流动。在操作条件下煤油的比热容取2.19kJ·kg-1·K-1。已知换热器基于外表面积的总传热系数为860W·m-2·K-1,内管直径φ38mm×3mm,长6m的钢管。试求:
(1)油的出口温度
(2)其余条件均不变而使两流体作逆流流动,此时换热管应该为若干米。
不超过45℃,冷、热流体呈逆流流动。已知苯蒸气冷凝温度为80℃,汽化潜热为390kJ/kg,平均比热容为1860J/(kg·℃),并估算出冷凝段的传热系数为500W/(m2·℃),冷却段的传热系数为100W/(m2·℃),试求所需的传热面积及冷却水的用量为多少。若采用并流方式,所需的最小冷却水的用量为多少?
用一传热面积为3m2由φ25×2.5mm的管子组成的单程列管式换热器,用初温为10℃的水将机油由200℃:冷却至100℃,水走管内,油走管间。已知水和机油的质量流量分别为1000kg·h-1和1200kg·-1,其比热分别为4.18kJ·kg-1·K-1和2.0kJ·kg-1·K-1;水侧和油侧的对流传热系数分别为2000W·m-2·K-1和250W·m-2·K-1,两流体呈逆流流动,忽略管壁和污垢热阻。
有一碳钢制造的套管换热器,内管直径为89mm×3.5mm,流量为2000kg/h的苯在内管中从80℃冷却到50℃。冷却水在套管环隙从15℃升到35℃。苯的对流传热系数α1=230W/(m2·K),水的对流传热系数α2=290W/(m2·K)。忽略污垢热阻。试求:
某套管式换热器,内管内径为100mm、外径为108mm,管壁导热系数λ=36W/(m·K)。流量为M=0.4kg/s的冷水在内管内流过,温度从20℃被加热到45℃,其对流换热表面传热系数h1=3000W/(m2·K);套管内流过流量为0.42kg/s的热水,其进口温度为68℃、对流换热表面传热系数h2=1500W/(m2·K)。冷水与热水流动方向为逆流。
求:(1)换热器内管长度1;(2)换热器最大可能传热量ψmax;(3) 换热器效能ε,已知水的定压比热取
现有一传热面积为3m2、由φ25mm×2.5mm的管子组成的列管式换热器,拟用初温为30℃的水将某液体由200℃冷却到100℃,水走管内。已知水和液体的比定压热容分别为4.18kJ/(kg·K)和2.0kJ/(kg·K),冷侧和热侧的对流传热系数分别为2000W/(m2·K)和250W/(m2·K)。当水和液体的质量流量分别为1000kg/h和1200kg/h时,通过计算说明该换热器是否满足要求;若不满足,试定性分析可通过什么方法解决(两流体呈逆向流动,忽略管壁热阻和污垢热阻)?
某换热器完全保温。热流体的流量为0.042kg·s-1,进出换热器时的温度分别为150℃、35℃,其等压比热容为4.36kJ·kg-1·K-1,冷流体进出时的温度分别为25℃、110℃,其等压比热容为4.69kJ·kg-1·K-1。试计算冷热流体有效能的变化、损失功与有效能效率。