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热交换器计算题

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t1'300℃t2'100t1"210℃t2"200Δtmax=

t1"-t2'=210-100=110Δtmin=

t1'-t2"=300-200=100Δtim=

104.9205869P=

(t2"-t2')/(t1'-t1")=(E3-E2)/(B2-E2)=0.5R=(t1'-t1")/(t2"-t2')=(B2-B3)/(E3-E2)=

0.9查得Φ=0.92

Δtm=Δtim*Φ=Δtm=104.9*0.92=96.526939920.92

0.85

0.97

(5)Δt max =t 1′-t 2′=300-100=200℃

Δt min =t 1″-t 2″

=210-200=10℃

2.1-2型管壳式换热器,用30℃的水来冷却120℃的热油(c 0=2100J/(kg

Δt m =104.9

0.92=96.5℃

(3)由课本图1.8查得

Δt m =104.9×0.85=89.2℃

(4)由课本图1.11查得

Δt m =104.9×0.97=101.8℃

(3)1-2型管壳式,热流体在壳侧;

(4)2-4型管壳式,热流体在壳侧;

(5)顺列布置。

解:(1)Δt max =t 1″-t 2′=210-100=110℃

Δt min =t 1′-t 2″=300-200=100℃

由课本图1.14查得

壳侧

管侧(Δtmax-Δtmin)/in(Δtmax/Δtmin)=1.已知,,,。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;

0.53942003.一台逆流式水-水换热器,t 1

′=87.5℃,流量为每小时9000kg ,

t 2

′=32℃,流量为每小时13500kg ,总传热K ),传热面积A=3.75m 2,试确定热水的出口温度。

解:取水的定压质量比热c p =4200J/( kg?K)

热水热容量

冷水热容量

因而W 1=W min ,W 2=W max

又因为

,所以解得 t 1″=71.5℃【或利用实际传热量Q=εW min (t 1′-t 2′)=W 1(t 1′-t 1″),代入数据,解得t 1″=71.5℃】热平衡关系 W 1(t 1′-t 1″)=W 2(t 2″-t 2′),即

(120-71.5)=5040

(t 2″-30),解得t 2″=70.3℃

所以水的出口温度为70.3℃,油的出口温度为71.5℃

因而 W 1=W min ,W 2=W max

,

,

传热有效度

代入数据,得

解:取水的定压质量比热c p =4200J/(kg

K),

热油的热容量 W 1=M 1c 0=2

2100=4200W/K,

冷水的热容量 W 2=M 2c p =1.2

4200=5040W/K

K )),冷却水流量为1.2kg/s ,油流量为2kg/s ,设总传热系数K=275W/(m 2

K),传热面积A=20m 2,试确定水与油各自的出口温度。

解:先按逆流算出对数平均温差为

故查图1.8

,,

=0.952,故对数平均温差(Δt max +Δt min )】传热量

Q=W 2Δt 2=5441.8(32-4)=152370.4W 又

5.在一台1-2型壳式换热器中,管内冷却水从16℃升高到35℃,管外空气从119℃下降到45℃,空气K=84W/(m 2?K ),试计算所需的传热面积。又

NTU=KF/W min

F=NTUW min /K=

解法二:由热平衡方程W 1(t 1′-t 1″)=W 2(t 2″-t 2′),代入数据,解得t 1″=85℃

逆流型换热器的对数平均温差为

【或者用算术平均温差Δt m =

【或利用实际传热量Q=εW min (t 1′-t 2′)=W 1(t 1′-t 1″),代入数据,解得t 1″=64.7℃】

所以热水的出口温度为64.7℃。

4.温度为99℃的热水进入一个逆流型的热交换器,将4℃的冷水加热到32℃,热水流量为9360kg/h ,冷

(m 2?℃),试计算该热交换器的传热面积和传热有效度。水的比热为c p =4186J/(kg?℃)。解法一:

W 1=W max ,W 2=W min ,

R c =W min /W max =4680/9360=0.5,

空气的换热量故需传热面积空气平均温差c

p

=1009J/(kg?K)

数据,解得t1″=71.5℃】

为每小时13500kg,总传热系数K=1740W/(m2

热水流量为9360kg/h,冷水流量为4680kg/h,传热系数为830W/(kg?℃)。

19℃下降到45℃,空气流量为19.6kg/min,换热器总传热系数

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