化工原理上册习题.ppt
有一套管换热器，管内为542mm，套管为1164mm 的钢管，内管中苯被加热，苯进口温度为50，出口温度为80，流量为4000kg/h。环隙为133.3的饱和水蒸气冷凝，其汽化热为2168.1kJ/kg，冷凝传热膜系数为11630W/m2.K。苯在5080之间的物性参数平均值为密度=880kg/m3，比热:Cp=1.86kJ/kg.，粘度=0.3910-3Pa.s，导热系数=0.134W/m.k，管内壁垢阻为0.000265cm2/W，管壁及管外侧热阻不计。试求：（1）加热蒸汽消耗量；（2）所需的传热面积（以内管外表面计）。,解：（1）加热蒸汽消耗量：,（2）内管中苯的流速：,湍流,则以内管外表面计的传热系数为：,.,一列管式换热器由25*2 钢管制成。在管内流动，注量为10/s，由320K冷却到310K，的平均比热为0.86J/*K。冷却水在管外与呈逆流流动，流量为3.58/s，进口温度为300K。已知侧的1 为50W/K，水侧2为500 W/K，垢 阻不计，水的比热为4.16J/*K。试计算：（1）冷却水的出口温度。（2）传热系数。（3）传热面积。,例1-1 如图所示，槽内水位维持不变，在水槽底部用内径为100mm的水管引水至用户C点。管路上装有一个闸阀，阀的上游距管路入口端10m处安有以汞为指示液的U管压差计（Hg=13600kg.m)，压差计测压点与用户C点之间的直管长为25m。问：（1）当闸阀关闭时，若测得R=350mm，h=1.5m，则槽内液面与水管中心的垂直距离Z为多少m？（2）当闸阀全开时（阀=0.17,=0.02），每小时从管口流出的水为若干m3/h？,解:（1）闸阀关闭，系统内处于静止，由U管处等压面得：水g(Z+h)=HggRZ=Hg.R/水-h=136000.35/1000-1.5=3.26m,（2）以槽液面为1-1，管出口内侧为2-2，管中心线为基准面，列柏式：,又 H1-2=(.L/d+).u22/(2g)=(0.0235/0.1+0.5+0.17)u22/(2g)=7.67 u22/(2g)则 3.26+0+0=0+u 22/(2g)+0+7.67u22/(2g)解得 u2=2.72m/s V=.d2.u2/4=.(0.1)22.723600/4=76.87m3/h,例1-2 用泵自敞口贮油池向敞口高位槽输送矿物油，流量为 38.4T/h,高位槽中液面比油池中液面高20m,管路总长(包括阀门及管件的当量长度)430m,进出口阻力不计。管径为1084mm,若油在输送温度下的比重为0.96,粘度为3430cp,求泵所需的实际功率,设泵的效率=50%。,20m,对贮油池液面至高位槽液面列柏努利方程：He=Z+(l+le)/d(u2/2g)Z=20m l+le=430m d=108-（24）=100mm=0.1m u=Vs/0.785d=38400/36000.7850.1960=1.415m.s Re=du/=0.11.415960/343010=39.62000=64/Re=64/39.6=1.616 He=20+1.616(430/0.1)(1.415/29.81)=729.2m N=QHeg/=38400729.29.81/(36000.51000)=152.6kw,传热练习题-填空选择,4、用0.1Mpa的饱和水蒸气在套管换热器中加热空气。空气走管内，由20升至60，则管内壁的温度约为。答案：1005、处理量为440kg/h的有机溶液在某换热器中预热。运转一周期后，该溶液在管内生成积垢，使换热器总热阻增加了10%。若维持冷、热介质出口温度不变，则该溶剂的处理量变为。答案：400kg/h,传热练习题-填空选择,6、苯在内径为20mm的圆形直管中作湍流流动，对流传热系数为1270W/（）。如果流量和物性不变，改用内径为30mm的圆管，其对流传热系数将变为（）。答案：6127、关于传热系数K下述说法中错误的是（）A.传热过程中总传热系数K实际是个平均值；B.总传热系数K随着所取的传热面不同而异；C.总传热系数K可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关；要提高K值，应从降低最大热阻着手；答案：C,传热练习题-填空选择,8、在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（），走壳程的有（）。.高压流体；.蒸汽；.易结垢的流体；.腐蚀性流体；.粘度大的流体；.被冷却的流体；答案：、；B、9、关于辐射传热，下述几种说法中错误的是（）。A.除真空和大多数固体外，热射线可完全透过；B热辐射和光辐射的本质完全相同，不同的仅仅是波长的范围；C热射线和可见光一样，都服从则折射定律；D物体的温度不变，其发射的辐射能也不变 答案：A,传热练习题-计算题,1、某列管热换器用109.2的饱和水蒸气加热管内空气，使它由20升到80，现空气流量增加一倍，问在传热面积和空气进、出口温度不变的情况下，加热蒸汽温度应改变为多少？2、温度为20比热为的溶剂以的流率流过套管换热器内管，被加热至64，环隙内为170饱和水蒸气冷凝。换热器内管直径，总长，材料为钢，计算传热系数。如果将内管改为的钢管，其他条件不变，求所需管长。,
