内容发布更新时间 : 2024/6/1 19:38:48星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

（2） A、B两种材料的界面温度 （3） 若将两种材料保持各自厚度，但对调一下位置，比较其保温效果。假设传热推动力保持不变。 解：(1) 每米管长的热损失

bAbBbAb??B?AAmA?BAmB?ArmA?BrmBr2?r1100?50rmA???72.1mm

ln?r2r1?ln?10050?r3?r2125?100rmB???112.0mm

ln?r3r2?ln?125100??170?38?2?Q(t1?t3)2????49.2W/m

bAb0.050.025l?B??ArmA?BrmB0.05?0.07210.075?0.112(170?t2)2?Q(t1?t2)2?（2） ， 即 49.2?， t2?61.3℃ ?0.05blA0.05?0.0721?ArmA

（3） 两种材料互换后每米管长的热损失

Q?t1?t3??t1?t3?2?lQ??l?(t1?t3)2?170?38?2???60.46W/mbAbB0.050.025???ArmA?BrmB0.075?0.07210.05?0.112

由上面的计算可以看到，导热系数小的材料包扎在内层能获得较好的保温效果。

2、有一列管式换热器，装有φ25×2.5mm钢管300根，管长2m。要求将质量流量为8000kg/h的常压空气于管程由20℃加热到85℃，选用108℃饱和蒸汽于壳程冷凝。若水蒸汽的冷凝传热系数为1×104W/m2K，管壁及两侧污垢的热阻均忽略不计，并且不计热损失。已知空气在平均温度下的物性常数为cp=1kJ/kgK，λ=2.85×10-2W/mK，μ＝1.98

-5

×10Pas，Pr＝0.7，求： （1） 气在管内的对流传热系数； （2） 求换热管的总传热系数； （3） 过计算说明该换热器能否满足要求？ （4） 算说明管壁温度接近于哪一侧的流体温度/ 解：（1）定性温度＝(20+85)/2＝52.5℃，ρ＝1.085kg/m3，定性尺寸d=0.02m。

Nu?0.023Re0.8Pr0.4， 即

?d?du???0.023??????0.8Pr0.4

80003600u?1.085?21.7m/s，则

?300?0.0224??du????0.023??d???

0.8Pr0.42.85?10?2?0.02?21.7?1.085??0.023???50.02?1.98?10?9

0.80.70.4

?90.07W/m2K

111d1110.025?????0.01398 （2）

4K?1?2d21?1090.070.02

（3）

K?71.53W/m2K

?tm?

?t1??t288?23??48.44℃

ln??t1?t2?ln?8823??80003600??1000??85?20??41.69m2 QA计＝??tmK48.44?71.53A实＝300?2???0.025＝47.1?A计 满足需要

T1 t2=85℃ t1=20℃ T2=108℃ （4）

Q??1A1?T?Tw?

Q1.44?105 Tw?T??108??107.65℃

4?1A11?10?41.69 管壁温度与饱和蒸汽温度108℃相接近。

3、热空气在套管换热器中用冷水冷却，内管为φ25×2.5mm钢管，导热系数为45W/mK。冷水在管内湍流流动，传热系数α2＝2000W/m2K。热气在环隙中湍流流动，α1＝50W/m2K。不计污垢热阻，求

（1） 管壁热阻占总热阻的百分数。 （2） 内管中冷水流速提高一倍，总传热系数有何变化？ （3） 环隙中热空气流速提高一倍，总传热系数有何变化？

11bd11d1??? K?1?dm?2d210.00250.02510.025 ????0.02069

50450.022520000.02 得 K?48.33W/m2K

bbd1?dm?dm6.17?10?5???0.298%

110.02069Kd1K解：（1） （2）

Nu?0.023Re0.8Pr0.4，u提高一倍，即u??2u，则

10

??20.8?2?1.74?2?1.74?2000?3480W/m2K ?211bd11d110.00250.02510.025???????0.02042

?d250K?1?dm?2450.022534800.02K?48.97W/m2K 0.8 （3）Nu?0.023RePr0.3,

??20.8?1?87W/m2K 热气体u提高一倍，即u??2u，则 ?111bd11d110.00250.02510.025???????0.01218

??dm?2d287K?1450.022520000.02

4、用不同的水流速度对某列管式冷凝器作了两次实验，第一次冷凝器是新的，第二次冷凝器已使用过一段时期之后。试验结果如表所示： 试验次数 第一次 第二次 1.0 2.0 1.0 流速 m/s 1200 1860 1100 传热系数K W/m2K 上表中传热系数均以外表面为基准。管子尺寸为φ28×2.5mm，导热系数为45W/mK。水在管内流动是高度湍流，饱和蒸汽在管外冷凝。两次实验条件相同。求：

(1) 一次试验中，管外传热系数α1，以及当水速为2m/s时管内传热系数α2。

(2) 分析在相同的水流速下，两次实验的传热系数数值不同的原因，并得出定量计算的结果。

解：(1) 污垢热阻为0，则

K?82.10W/m2K1bd11d1（1） ?1????K??d?1m?2d2 ??1?1?bd1?1d1（2） ??d2?K??1?dm?2(1)－(2)， 得 （水的流速

??20.8?2?1.74?2） u提高一倍，则?211d1?11?110.028?11???， 即 ??????????????120018600.023??21.74?2?KK?d2??2?2W/m2K （水流速为1.0m/s） ∴ ?2?1750 当水流速为2.0m/s，管内传热系数

??1.74?2?3045W/m2K。 ?2110.00250.02810.028???

1200?1450.025517500.023∴

(2) 产生污垢热阻

?1?13041W/m2K

11bd1d1d1d1??Rs1??Rs21??Rs1?Rs21? K???1?dmd2?2d2d2Kd11111?????7.57?10?5 Rs1?Rs2d2K??K11001200

11