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四川理工学院 材料与化学工程系 化学工程教研室

s c，kJ/（kg·℃） ?，W/（m·℃） ?，kg/ m3 ?，Pa·

p

水 1000 0.54×10-3 4.17 0.65 油品 810 5.1×10-3 2.01 0.15

67.一定流量的空气在蒸汽加热器中从20℃加热到80℃。空气在换热器的管内呈湍流流动。

绝压为180kPa的饱和水蒸气在管外冷凝。现因生产要求空气流量增加20%，而空气的进、出口温度不变。试问应采取什么措施才能完成任务。作出定量计算。假设管壁和污垢热阻均可忽略。

68.流量为720kg/h的常压饱和水蒸气在直立的列管换热器的列管外冷凝。换热器内列管直径为Ф25×2.5 mm，长为2m。列管外壁面温度为94℃。试按冷凝要求估算换热器的管数（设管内侧传热可满足要求）。换热器热损失可忽略。

69.实验测定列管换热器的总传热系数时，水在换热器的列管内作湍流流动，管外为饱和水蒸气冷凝。列管由直径为Ф25×2.5 mm的钢管组成。当水的流速为1m/s时，测得基于管外表面积的总传热系数Ko为2115W/（m2·℃）；若其它条件不变，而水的速度变为1.5m/s时，测得Ko为2660W/（m2·℃）。试求蒸汽冷凝传热系数。假设污垢热阻可忽略。

70.两平行的大平板，放置在空气中相距为5mm，一平板的黑度为0.1，温度为350K，另一平板的黑度为0.05，温度为300K。若将第一板加涂层，使其黑度变为0.025，试计算由此引起的传热量变化的百分率。假设两板间对流传热可以忽略。

71.在管道中心装有热电偶以测量管内空气的温度。由于气体真实温度t1与管壁温度tw不相同，故测温元件与管壁间的辐射传热而引起测量误差。试推导出计算测温误差（t1—t1*）的关系式。式中t1*为测量值。并说明降低测温误差的方法。假设热电偶的黑度为?，空气与热电偶间的对流传热系数为ɑ。

72.某厂有一单壳程列管换热器，列管规格为φ25×2.5mm，管长为6m，管数为501根，管程走热流体，流量为50000kg/h，平均比热为3.04KJ/kg.oC，进口温度为500oC；壳程走冷流体，流量为40000kg/h，平均比热为3.14KJ/kg.oC，进口温度为30oC。试求：1)逆流操作时，测得热流体的出口温度为200oC，总传热系数K0为多少W/m2.oC；2)如采用并流操作，热流体的出口温度有无可能降为200oC？计算说明为什么？

73.用传热面积为3m2由Φ25×2.5mm的钢管组成的单程逆流列管换热器，用初温为10oC的水将机油从200oC冷却到100oC，水走管程，油走管间。已知水和机油的质量流量分别为1000kg/h、1200kg/h，其比热分别为4.184KJ/kg.oC和2.0KJ/kg.oC；水侧和油侧的对流传热 系数分别为2000w/m2.oC和250w/m2.oC。两流体呈湍流流动，忽略管壁和污垢热阻。试问：1)计算说明该换热器是否合用？2)夏天当地水的初温达到30oC，而油的流量和冷却程度不变时，该换热器是否合用？如何解决？（假设物性及传热系数不变） 74.某厂只能用120oC饱和水蒸汽，通过Φ25×2.5mm、长为3m的单管程列管式换热器，将

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列管内的17.2m/h的水溶液从20oC加热到75oC，冷凝水于饱和温度下排出。已知管侧水溶液的对流传热系数αi=2500W/m2.oC，壳侧蒸汽的α0=10000W/m2.oC，溶液在管内呈湍流，

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试问换热器的管数为若干？水溶液的密度ρ=1050kg/m，比热为4.17KJ/kg.oC。热损失及管壁、垢层热阻不计。检修时发现该换热器有三根管子已坏，拟将坏管堵塞再继续使用，试问此方案是否可行？（通过计算或推导说明）。

75.有一列管式换热器，由Φ25×2.5mm长为2m的26根钢管组成。用120oC饱和水蒸汽加热某冷液体，该液体走管程，进口温度为25oC，比热为1.76KJ/kg.oC，流量为18600kg/h。

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管外蒸汽的冷凝传热系数为1.1×10W/m.oC，管内对流传热热阻为管外蒸汽冷凝传热热阻的6倍。求冷液体的出口温度。（设换热器的热损失不计，管壁和两侧垢阻可以忽略不计） 76.在一传热面积为30m2的列管换热器中，用120℃的水蒸汽冷凝将某气体从30℃加热到

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80℃，气体走管内，流量为5000m/h，密度为1Kg/m，比热为1KJ/Kg.K。试估算该换热器的传热总系数K=?

若气体流量减小50%，加热蒸汽温度及气体进口温度不变，气体的出口温度为多少？（流量减小后仍处于湍流区）（K≈αi）

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77.用一传热面积为3m的由Φ25×2.5mm钢管组成的单程列管换热器将机油从200℃冷却到100℃，冷却水的进口温度为10℃，水走管内，油走管外，两流体呈逆流流动。已知油和水的质量流量分别为1200Kg/h、1000Kg/h，比热分别为2KJ/Kg. ℃、4.184KJ/Kg. ℃,油侧和

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水侧的对流传热系数分别为250W/m. ℃、2000W/m. ℃，管壁热阻及垢阻不计。试求：1）算说明该换热器是否合用；2）夏天当水的进口温度升高到30℃，而油的流量及冷却程度不变时，该换热器是否合用？如何解决？

78.某列管换热器用109.2℃的饱和水蒸气加热管内的空气，使它由20℃升温至80℃，现空气的流量增加一倍，问在传热面积和空气的进、出口温度不变的情况下，加热蒸汽的温度应改为多少？（管壁热阻和污垢热阻不计，K0按平壁计算）

79.采用传热面积为4.48m2的单程管壳式换热器，进行溶剂苯和某水溶液的换热。苯的流量为3600kg/h，比热为1.88kJ/kg. ℃，温度从80℃冷却到30℃，水溶液由20℃加热至30℃。忽略热损失。试求：

1）传热系数K；2）因前工段的生产情况有变动，水溶液进口温度降到10℃，但由于工艺条件的需要，水溶液出口温度不能低于30℃。若两流体的流量不变及苯的进口温度不变，原换热器是否能保证水溶液的出口温度不低于30℃？（两种情况下两流体的物性常数可视为不变）

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80.在一传热面积为30m的列管换热器中，用120℃的饱和水蒸汽恰好将某工艺气体从30℃

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加热到80℃，工艺气体走管程，流量为5000m/h，密度为1Kg/m（均以入口状态计），比热为1KJ/Kg.℃,估算此换热器的总传热系数。若将工艺气体的流量减少50%，而进口温度及加热蒸汽温度不变，估算工艺气体的出口温度。

81.某厂一单管程单壳程列管换热器, 列管规格为φ25×2.5mm,管长6m,管数501 根,管程走热气体,流量为5000kg/h,平均比热3.04kJ/kg.K，进口温度500℃；壳程走冷气体,流量为4000 kg/h,平均比热3.14kJ/kg.K,进口温度30℃。逆流操作时,测得热气体的出口温度为200℃,求总传热系数K为多少

82.某车间有一台换热面积（以外表面积计）为2.5m2的单程列管换热器。用180℃的热废气预热轻油, 轻油走管外,其流量为200kg/h比热为2kJ/kg.K,温度由30℃升至80℃。轻油与热气体作逆流流动。热废气出口温度为70℃。求：换热器的热负荷和传热系数。

83. 采用传热面积为4.48m2单程管壳式换热器，进行溶剂和某水溶液间的换热.流量为3600kg/h,比热为1.88kJ/kg.K的苯,80℃冷却至30℃, 水溶液由20℃被加热到30℃。忽略热损失。试求：传热系数K

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