内容发布更新时间 : 2024/11/15 14:47:06星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
122.5℃)
10. 一套管式换热器，外管尺寸为φ38×2.5mm，内管为25×2.5mm的钢管，冷水在管内以0.3m/s的流速流动。水进口温度20℃，出口40℃，试求管壁对水的对流传热系数。(1640 W/m℃)
11. 石油厂常用渣油废热以加热原油。若渣油初温为300℃，终温为200℃；原油初温为25℃，终温为175℃。试分别求两流体作并流流动及逆流流动时的平均温度差，并讨论计算结果。(104℃，150℃)
12. 200Kg/h的硝基苯由355K冷却至300K，冷却水初温为15℃，终温为30℃，求冷却水用
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量。又如将冷却的流量増加到3.5m/s，求冷却水的终温。(26℃)
13. 热器中采用120.85kPa(绝压)的饱和水蒸气加热苯，苯的流量为4500kg/h，从20加热到60。若设备的热损失估计为所需加热量的7%，试求热负荷及蒸汽用量(设蒸汽凝液在饱和温度时排除)。(131.24kg/h)
14. 某管壳式换热器中，用水逆流冷却某石油馏分，换热器的总传热系数为233.6。该馏分的流量为1500kg/h，平均比热为3.35KJ/kg. ℃，要求将它从90℃冷却到40℃。冷却水的
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初温为15℃，出口温度为55℃。试求：所需传热面积和冷却水用量。(10m，1500kg/h) 15. 在管长为1m的冷却器中，用水冷却热油。已知两流体并流流动，油由420K冷却到370K，冷却水由285K加热到310K。欲用加长冷却器管子的办法，使油出口温度降至350K。若在两种情况下，油、水的流率、物性常数、进口温度均不变；冷却器除管长外，其它尺寸也不变；忽略热损失。试求管长。(1.66m) 16. 10．现测定套管式换热器的总传热系数，数据如下：甲苯在内管中流动，质量流量为5000 Kg/h，进口温度为80℃，出口温度为50℃；水在环隙中流动，进口温度为15℃，出口为30℃。
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逆流流动。冷却面积为2.5m。问所测得的总传热系数为若干？(745 W/m℃
17. 在一套管式换热器中，内管为φ180 ×10mm的钢管，内管中热水被冷却热水流量为300
2.
Kg/h，进口温度为，出口为60℃。环隙中冷却水进口温度为50℃，总传热系数 2000 W/m℃。 试求： （1）冷却水用
（2）并流流动时的平均温度差及所需的管子长度； （3）逆流流动时的平均温度差及所需的管子长度。 (3011.5Kg/h；2.32m；3.0m)
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18. 在一传热外表面积为300m的单程列管式换热器中，300℃的某种气体流过壳方并被加热
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到430℃，另一种560℃的气体作为加热介质，两气体逆流流动，流量均为1×10Kg/h,平均比热均为1.05 KJ/kg.℃，求总传热系数。假设换热器的热损失为壳方气体传热量的10%。
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(11.3W/m℃)
19. 某列管换热器由φ25×2.5mm的钢管组成。热空气流经管程，冷却水在管间与空气呈逆
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流流动。已知管内侧空气侧的对流传热系数为50 W/m?℃，管外水侧的对流传热系数为1000 2 W/m?℃，钢的导热系数为45 W/m?℃。试求基于管外表面积的总传热系数K。若管壁热阻和污垢热阻忽略不计，为提高总传热系数，在其它条件不变的情况下，分别提高不同流体的对流传热系数，即：(1)将管内侧空气侧的对流传热系数提高一倍；(2)将 管外水侧的对流传
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热系数提高一倍。分别计算K值。(37.2W/m?℃，74W/m?℃，39W/m?℃)
20. 在一单壳程、四管程换热器中，用水冷却热油。冷水在管内流动，进口温度为15℃，出口温度为32℃。热油在壳方流动，进口温度为120℃，出口温度为40℃。热油的流量为
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1.25kg/s，平均比热为1.9KJ/kg.。若换热器的总传热系数为470 W/m?℃，试求换热器的
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传热面积。(9.1 m)
21. 质量流量为7000kg/h的常压空气，要求将其温度由20℃加热到85℃，选用108℃的
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饱和蒸汽作加热介质。若水蒸气的冷凝传热系数为1.0×10W/m?K。定性温度下空气的物性
参数：Cp=1.0kJ/kg?℃, μ=1.98×10cP , λ=2.85×10W/m?℃，普兰特准数为0.7。(1)总传热系数。(2) 核算此换热器能否完成此换热任务（已知该换热器为单管程、单壳程、管数为200根，管子规格为φ25×2.5mm，管长为2m，管壁及污垢热阻可忽略）(89.04，能) 22. 有一套管式换热器，内管为φ54×2mm，外管为φ116×4mm的列管，内管中苯被加热，其流速为0.643m/s，苯的进口温度为50℃，出口温度为80℃，外管中为120℃的饱和水蒸
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气冷凝，冷凝对流传热系数为1.0×10W/m.K，管壁热阻及污垢热阻均可忽略不计，试求：套管的有效长度。（K值的计算以内管的外壁为基准；苯在定性温度下的物性：
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Cp=1.86KJ/kg.℃ ρ=880kg/m λ=0.134w/m.℃ μ=0.39cP）(14.3m)
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23. 在传热面积为20 m的列管式换热器中用温度为20℃，流量为13500 kg/h冷水将某油品从110℃冷却至40℃，冷却水出口温度为50℃。运转一年后，两流体的流量和进口温度均不变，而测得冷却水出口温度降至40℃，经分析是由于污垢积累所至，试计算污垢热阻
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的增加量。可忽略热损失，水的平均比热4.2KJ/Kg.℃。(0.002m℃/W) 24. 套管换热器的内管为φ38×2mm的铜管。今以绝对压强为294Kpa的饱和蒸汽将内管内的5000 kg/h氯苯由33℃加热到75℃。现某种原因，氯苯流率减小到1350 kg/h，而进、出口温度不变。如仍在原换热器内进行换热，你将采取什么措施？并计算建议改变的项目。两种流率下氯苯在管内流动均为湍流，但氯苯的物性常数可视为不变。已知冷凝传热膜系数比氯苯传热膜系数数值大得多。氯苯侧污垢热阻可忽略不计。(蒸汽压强降为176.5 Kpa)
25. 一卧式列管换热器，钢质换热管长3m，直径为φ25×2mm。水以0.7m/s的流速在管内流过，并从17℃被加热到37℃，流率为1.25kg/s、温度为72℃烃的饱和蒸汽在管外冷凝成同
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温度的液体。烃蒸汽的冷凝潜热为315KJ/kg。已测得：蒸汽冷凝系数为800W/ m℃，管内侧热阻为外侧的40%，污垢热阻又为管内侧热阻的70%，试核算换热管的总根数及换热器的管程数。计算时可忽略管壁热阻及热损失。(80，4)
26. 在一油冷却器里，水一单管为100g/s的流量流过得钢管，油以单管为75g/s的流量在管外逆向流动。若管长为2m，油和水的进口温度分别为370K和280K，问油的出口温度为多
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少？已知油侧的对流传热系数为1700 W/ m℃、水侧的对流传热系数为2500 W/ m℃，油的比热为1.9 KJ/Kg.℃(325K)
27. 某列管冷凝器，管内通冷却水，管外为有机蒸气冷凝。在新使用时，冷却水的进出口温度分别为20℃和30℃。使用一段时期后，在冷却水进口温度与流量相同的条件下，冷水出口
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温度降为26℃。求此时的垢层热阻。已知换热器的传热面积为16.5m，有机蒸气的冷凝温度为80℃，冷却水流量为3.0Kg/s，水的比热为4.2KJ/Kg.K。(12分)
28. 一单壳程单管程列管式换热器，苯在换热器管内流动，流量为1.5kg/S，由80℃冷却到30℃。冷却水在管间和苯作逆流流动，水进口温度20℃，出口温度50℃,已知苯的平均比热
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为1.9×10J/（kg. ℃）,基于外表面积的总传热系数K为490W/(M. ℃),换热器的热损失忽略不计，试求：传热速率Q为多少kW?(4分);对流平均温度差为多少℃？（4分）；该列管换热
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器的传热面积为多少M？（4分）
29. 有一台新的套管换热器，用水冷却油，水走内管，油与水逆流，内管为?19?3mm的钢管，外管为?40?3mm的钢管。水与油的流速分别为1.5m/s及1.1m/s，水的进出口温度为20℃和40℃，油的进口温度为100℃，热损失不计，试计算所需要的管长。 水，油和钢在定性温度下的物性常数： 水 油 钢 密度（kg/m3） 比热[J/(kg·℃)] 导热系数[W/(m·℃) 998.2 860 ------- 4138 1900 -------- 0.59 0.15 45.4 粘度[W/(m·K)] 0.001 0.0011 ------- -2-2
30. 在一新的套管换热器中，冷却水在φ25×2.5mm的内管中流动以冷凝环隙间的某蒸汽。
当冷却水的流速为0.4m/s和0.8m/s时，测得基于内管外表面的总传热系数分别为1200瓦每平方米开尔文和1700瓦每平方米开尔文。水在管内为湍流，管壁的导热系数为45w/m·K。水流速改变后可认为环隙间冷凝的传热膜系数不变，试求：当水的流速为0.4m/s时，管壁对水的对流传热系数为多少？管外蒸汽冷凝的对流传热系数为多少？若操作一段时间后，水流速仍维持0.4m/s，但测得的总传热系数比操作初期下降10%，试分析可能的原因，并论述此时蒸汽的冷凝量是否也下降10%。（13分）
31. 有一套管式换热器，管程走冷空气，温度由15℃加热到105℃，空气的流速为13.2m/s，
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空气在定性温度下的物性为：密度为1.06kg/m3，比热1.005kJ/(kg.K)，粘度2.01×10Pa.s，导热系数0.02893W/(m.K)，普兰特准数0.696，温度为115℃的水蒸汽在环隙冷凝，其对流
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传热系数1.0×10W/(m2.℃)。套管换热器的内管尺寸为25×2.5mm，不计污垢热阻，求套管换热器的内管管长。
32. 在一套管式换热器中，用水冷却热油。换热器管长为1.5m，两流体作逆流流到，油由150℃冷却到95℃，冷却水由15℃加热到35℃。若用加长冷却器管子的方法，使油出口温度降至65℃。假设在这两种情况下，油和水的流量、物性常数、进出口温度均不变，冷却器除管长外，其它尺寸也不变，忽略热损失，试求管长。 33. 在列管式换热器中，用15℃的冷却水将某溶液从90℃冷却到40℃，该溶液流量为5400kg/h，比热为3.4kJ/(kg·K)，对流传热系数为600W/(m2·K)。冷却水走管程与管外溶液逆流换热，流量为10080kg/h，比热4.16 kJ/(kg·K)，对流 传热系数为1100W/(m2·K)。换热器管束由φ25×2.5mm钢管组成，钢管导热系数为45W/（m·K），管内、外两侧污垢热阻可略去不计，计算需换热器的传热面积(以So表示)，换热器的热损失可不计。若该换热器运行一段时间后，只能
将溶液冷却到45℃，问此时应采取什么措施才能保证换热要求？ 34. 在列管式换热器中，用饱和水蒸气加热原油。温度为160℃的饱和水蒸气在壳层冷凝排出饱和液体。原油在管程流动，由20℃被加热到106℃。饱和水蒸气的流量为2160kg/h，汽化潜热为2087kJ/kg，对流传热系数为1200W/(m2·K)。原油比热1.6 kJ/(kg·K)，对流 传热系数为400W/(m2·K)。换热器管束由φ25×2.5mm钢管组成，钢管导热系数为45W/（m·K），管内、外两侧污垢热阻及其热损失可略去不计。计算（1）原油的流量；（2）需换热器的传热面积(以So表示)。
35. 在一逆流换热器中，将1.26 kg/s的苯用冷却水从110℃冷却 到40℃，苯的比热为1.7 kJ/(kg·℃)。冷却水走管内,入口温度为18℃，出口温度36℃，水的比热为4.16 kJ/(kg·℃)，换热器由φ25×2.5mm的钢管组成。水和苯的对流传热系数分别为1800 W/(m2·℃)和600 W/(m2·℃),忽略管壁及两侧污垢热阻，不计换热器热损失。求：1.冷却水用量。2.换热器所需换热管总长。
36. 在一列管换热器中将15000kg/h的油品从20℃加热到90℃。油品走管内，管外加热介质为130℃的水蒸汽。换热器由100根φ15×1.5mm、长2m的钢管构成。已知αi＝360W/m2·℃，αo＝12000W/m2·℃，油品的比热为1.9kJ/kg·℃，操作条件下水的汽化潜热为2205kJ/kg，管壁的导热系数为45W/m·℃。若加热蒸汽全部冷凝后在饱和温度下排出，忽略热损失和管壁污垢热阻。试求：
(1) 换热器的热负荷Q＝？ (2) 加热蒸汽消耗量Wh＝？ (3) 总传热系数K＝？
(4) 该换热器能否满足生产任务？
37. 某内管为φ180×10mm的套管换热器中，将流量为3100kg/h的某液态烃从100℃冷却到60℃，其平均比热为2.38kJ/kg.K，冷却水进出口温度分别为40℃和50℃，其平均比热为4.174 kJ/kg.K，并、逆流时的总传热系数K0均为2000W/m2.K，试求：
(1)冷却水用量；
(2)计算两流体分别作并流流动、逆流流动时的平均温度差和管长，并根据计算结果加以讨论。
38. 某内管为φ150×10mm的套管换热器中，将流量为3100kg/h的某液态烃从120℃冷却到60℃，其平均比热为2.38kJ/kg.K，冷却水进出口温度分别为30℃和50℃，其平均比热为4.174 kJ/kg.K，并、逆流时的总传热系数K0均为2000 W/m2.K，试求：
(1)冷却水用量；
(2)两流体作并流流动时的平均温度差和管长； 3两流体作逆流流动时的平均温度差和管长。 39. 用初温为10℃的水在φ25×2.5mm的管子组成的单程列管式换热器内将机油由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1000 kg/h和1200 kg/h，其比热分别为4.18kJ/kg·K和2.0kJ/kg·K。水侧和油侧的对流传热系数分别为2000W/m2·K和250W/m2·K，两流体呈逆流流动，忽略管壁和污垢热阻。试计算：
(1) 换热器的热负荷； (2) 冷却水的出口温度； (3) 总传热系数； (4) 所需传热面积；
(5) 若换热器由15根长3 m的上述换热管组成，说明该换热器是否合用？ 40. 单程列管式换热器由15根φ25×2.5mm、长3 m钢管组成，管内为初温10℃、终温20℃的冷却水，比热为4.18kJ/kg·K；管间为机油，由200℃冷却至100℃。机油的质量流量为1200 kg/h，比热为2.0kJ/kg·K。两流体呈逆流流动，试计算：
(1) 换热器的热负荷；
(2) 所需冷却水的质量流量； (3) 平均温度差； (4) 总传热系数。 41. 在一列管换热器中逆流将15000kg/h的某低粘度油品从20℃加热到80℃。油品走管内，管外加热介质为130℃的水蒸汽冷凝为饱和水。换热器由100根直径为25mm、长6m的薄壁钢管构成。已知αi＝360W/m2·℃，αo＝12000W/m2·℃，油品的比热为1.9kJ/kg·℃。操作条件下水的汽化潜热为2205 kJ/kg。若换热过程的热损失为冷热流体换热量的15%，忽略管壁及污垢热阻。试求：
(1) 加热蒸汽消耗量？
(2) 该换热器能否满足生产任务？
(3) 若其他已知条件不变，将油品的流量提高到17000kg/h，求此时的总传热系数。