内容发布更新时间 : 2024/12/23 14:54:58星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
V总=0.81?0.025?36?0.59m V2?2VVe?KA2t
23?3.9862?2?3.986?3.45?10?3?47.239?2.72?10?5?47.2392t? t?283s
第四章
3．某蒸汽管外径为159mm,管外保温材料的导热系数??0.11?0.0002tW/m?C，蒸汽管外壁温度为150C。要求保温层外壁温度不超过50C，每米管长的热损失不超过200
W/m，问保温层厚度应为多少?
解
：
t?t1?t2150?50??1000C??0t22Q?t150?50 ??200?159?2?llnr2r1ln/2??0.131592??159?2?ln???0.13???40.1mm
1594．?76?3的钢管外包一层厚30mm的软木后，又包一层厚30mm的石棉。软木和石棉的导热系数分别为0.04 W/m?C和0.16 W/m?C。已知管内壁温度为-110C，最外侧温度为10C求每米管道所损失的冷量。 解
：
t1?t4Q?110?10?2??2???44.8W/mr386898rrlln/45?ln/0.04?ln/0.16ln2/?1?ln3/?2ln4/?3353868r1r2r36．常压空气在内径为20mm的管内由20C加热至100C，空气的平均流速为12m/s，试求水与空气侧的对流给热系数。 解：t?60c
??1.06kg/m3 cp?1.005kj/kg ???0.02896W/m2?C
0.02?12?1.064?1.27?10 ?50.01?10??2.0?10?5Re?1.005?103?2.01?10?5Pr??0.6975
0.02896??0.023?0.02896?(1.27?104)0.80.69750.4?55.3W/m2?C
0.027．水以1.0 m/s的流速在长3m的?25?2.5的管内由20C加热至40C，试求水与管壁
之间的对流给热系数？若水流量增大50%，对流给热系数为多少？ 解：
C??99k5g.37m/p?4.17?103J/(kg?C)
??0.6176W(m2?C)
??0.8?10?3Pa?s
0.02?1.0?995.7?2.5?104 pr?5.4 ?30.8?100.6176??0.023??(2.5?104)0.85.40.4?4.6?103W/m2?C
0.02Re?
8．在常压下用套管换热器将空气由20C加热至100C，空气以60kg/h的流量流过套管环隙，已知内管?57?3.5mm，外管?83?3.5mm，求空气的对流给热系数？ 解：t?
20?100?60C查??1.060kg/m3、CP?1.005?103J/(kg?C) 22??0.028W96m(?C、?)?2.01?10?5Pa?s、Pr?0.696
de?d2?d1?19mm Re?de?u?de??60??3600???4?7942?2300
?(d22?d12)?2.01?10?56?105?0.6975 f?1??0.943 Pr??79421.8CP???0.023?de?Re0.8Pr0.4?f?0.0230.02896?79420.8?0.69750.4?0.943?37.7W(m2?C)0.019
9．某种粘稠液体以0.3m/s的流速在内径为50mm，长4m的管内流过，若管外用蒸汽加热，试求管壁对流体的给热系数。已知液体的物性数据为：
??900kg/m3，
Cp?1.89kJ/kg?C，??0.128W/m?C，??0.01Pa?s。
解：Re?du???0.05?0.3?900?1350?2300
0.01
1.89?103?0.01Pr???147.66?6700?0.128Re?Pr?d0.05?1350?147.66??2492?10 l4cp?10.128d1?0.14?24923?0.95?61.3W/m2?C ??1.86?(Re?Pr?)3()?1.86?0.05dl?W?
11．温度为52C的饱和蒸汽在长3m,外径为32mm,的单根黄铜管表面上冷凝，铜管垂直放置，管外壁温度为20C，试求每小时苯蒸气的冷凝量？若将管水平放置，苯蒸气的冷凝量为多少？ 解：已知
ts?52C
tW?48C d0?32mm
tm?52?48?50C 查得??850kg(m?C) ??0.14W(m2?C) 2u?0.45?10?3Pa?s
cP?1.8kJ(kg?C) 52C时，r?394kJkg
?2g?3r1（1）水平放置：??0.725()4?2462W(m2?C)
d0?t? Q??A?t?Wr?W?（2）垂直放置：假设
2462???0.032?3?4?27.1kgh 3394?10Re?2000
??1.13d1?()4?0.5????0.5?2462?1233.2W(m2?C) ?0.725l
Re?4?l?t?333.9?2000（假设成立） r? W??0.5W?13.5kgh
13．流体的质量流量为1000kg/h，试计算以下各过程中流体放出或得到的热量。 ①煤油自130C降至40C，取煤油比热容为2.09kJ/kg?C；
1000?2.09?103?(130?40)?5.23?104W 解：Q?3600②比热容为3.77kJ/kg?C的NaOH溶液，从30C加热至100C;
1000?3.77?103?70?7.33?104W 解：Q?3600③常压下将30C的空气加热至140C；
1000?1.015?103?(140?30)?3.1?104W 解: Q?3600
④常压下100C的水汽化为同温度的饱和水蒸气；
1000?2258?103?6.27?105W 解; Q?3600⑤100C的饱和水蒸气冷凝，冷却为50C的水。
1000?(2258?103?4.186?103?50)?6.85?105W 解: Q?360015．在一套管换热器中，内管为?57?3.5的钢管，流量为2500kg/h，平均比热容为
2.0kJ/kg?C的热液体在内管中从90C冷却为50C，环隙中冷水从20C被加热至
40C，已知总传热系数为200W/m?C，试求；①冷却水用量，kg/h②并流流动时的平均温度差及所需的套管长度，m；③逆流流动时平均温度差及所需的套管长度，m。 解：①
2WC?T?WC?thPhhcPc1?2500?2.0?(90?50)?Wc?4.186?(40?20)
?Wc?2500?2.0?(90?50)?2390kgh
4.186?(40?20) ②并流：?0 ?tm?t1?90?20?70C ?t2?50?40?1C70?10?30.8C3 70ln102500?2.0?(90?50)?103/3600Q?WhCPh?Th?KA?tm?A??9m2200?30.83 A??d0l?l? ③逆流：?A?d09 ?5?0.5m3.1?40.05750?30?40C 20 ?tm?t1?90?40?50C ?t2?50?20?3C2500?2.0?40?103 l?3600?38.8m
200?40?3.14?0.057
16．一列管式换热器，管子直径为?25?2.5，管内流体的对流给热系数为W/m?K，管外流体的给热系数为2000W/m?K，已知两流体均为湍流换热，取钢管导热系数
22??45W/m2?K，管内外两侧污垢热阻为0.00118m2?K/W,试问；①传热系数K及各部
分热阻的分配；②若管内流体流量提高一倍，传热系数有何变化？③若管外流体流量提高一倍，传热系数有何变化？ 解：
?11??d?Rso?K?0?dmRd?dd?dSiii?i10.002525250.00118?25 ?0.00118????20004522.5100?2020 ?K?63.6W(m2?K)
?i?0.023所以
i?dRPeei0.8nr流量增加一倍，流速增加一倍,
R增加2e0.8倍，
???2?0.8?174.11
112525????0.0104?K??1.51K K?K2000174.11?20??0.36?dRe0.55ePr13(?0.145?2928. 17) ????20.5??W1111????0.01554?K???1.01K K??K20002928.17
17．一传热面积为15m的列管换热器，壳程用110C的饱和水蒸气将管程某溶液由20C4加热至80C，溶液的处理量为2.5?10kg/h，比热容为4kJ/kg?C，试求此操作条件
2下的传热系数？
2.5?10490?30?4?103?(80?20)?1.67?106W ?tm逆?解：Q??54.61C
903600ln306Q1.6?710 K???2038.W7A?tm15?54.6122m(?C )20．某换热器的传热面积为30m，用100C的饱和水蒸气加热物料，物料的进口温度为30C，流量为2kg/s，平均比热容为4kJ/kg?C，换热器的传热系数为125W/m?C，求；①物料出口温度，②水蒸气的冷凝量，kg/h。 解：Q?2?4?103?(t2?30)
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