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华北电力大学保定传热问答计算

来源:用户分享 时间:2025/5/22 0:01:17 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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7. 对于第3题所述的换热器,若运行一段时间后,外壁面结了厚1mm、导热系数为0.1W/(m·K)的

灰垢,则其传热系数和单位长度传热量又为多少?管外壁温度怎样变化?若是在管内壁上结了厚1mm、导热系数为l W/(m·K)的水垢,而管外壁上无灰垢,情况又如何?

(提示:这是一个计算有污垢时换热设备的传热系数、换热量和管壁温度的问题。

答案:有灰垢时:传热系数为44.01W/(m2.K)(下降约43%),单位长度换热量为 2.97kW/m,管外壁温度为78.26℃(下降近7%);有水垢时:传热系数为70.89W/(m2.K) (下降约8%),单位长度换热量为4.79kW/m,管外壁温度为118.7℃ (上升约为42%)。)

8. 有一空气预热器,烟气从管内流过,空气在管外横掠管束传热,换热器管外总传热面积为18.3m2,

空气的进口温度为30℃,流量为1.0×104kg/h,比热为1.005kJ/(kg·K),空气对管壁的对流传热系数为100W/(m2.K);烟气的进口温度为430℃,流量为1.4×104kg/h,比热为1.122kJ/(kg·K),烟气对管内壁的对流传热系数为70 W/(m2.K);传热管的外径为60mm,壁厚3mm,管壁为金属,导热热阻可以忽略,试问:

(1) 按顺流布置,空气与烟气的出口温度为多少? (2) 按逆流布置,空气与烟气的出口温度又为多少?

(提示:这是一个换热器的校核问题,可以用平均温差法计算,也可用传热单元数法计算,用后者计算更为方便。

答案:按顺流布置,空气出口温度为112.8℃,烟气出口温度为377.0℃;按逆流布置,空气出口温度为113.7℃,烟气出口温度为376.4℃。)

9. 用一台逆流套管式换热器来冷却润滑油,热油的入口温度为100℃,出口温度为40℃,比热为2.1 kJ

/(kg·K);冷却水在管内流动,入口温度为20℃,出口温度为50℃,流量为3kg/s,比热为4.174kJ/(kg·K),已知换热系统的传热系数为350W/(m2.K),试求: (1) 润滑油的流量; (2) 换热器的传热量; (3) 所需传热面积。

(提示:这是一个计算热流体流量、换热量和换热面积的问题

答案:油流量为2.98kg/s,换热量为375.66kW,需要传热面积32.78m2。)

10.有一管壳式换热器,传热面由内径为20mm、外径为25mm的铜管组成。管内的水流速度为1m/s,

进口水温25℃,出口水温50℃。管外空气横向流动,管外的肋化系数为12,肋效率为0.8,最窄处气流速度为12m/s,空气进、出口温度分别为200℃和150℃。若该换热设备的污垢热阻取0.0008m2.K/W,试求: (1) 管内对流传热系数; (2) 管外对流传热系数;

(3) 以管内表面为基准的传热系数; (4) 对数平均温压(温差修正系数为0.95); (5) 以管子内表面为基准的传热面积。

己知水的物性:λ=0.66W/(m·K),ρ=992kg/m3,ν=0.66×10m/s,管内流动传热的准则方程式为:Nuf=0.023Ref08Prf04。

空气物性:λ=0.037W/(m·K),ρ=0.799kg/m3,ν=31.25×10m/s,cp=1.02kJ/(kg·K),管外横向流动传热的准则方程式为:Nuf=0.25Ref06Prf0 (提示:这是一个换热器的设计计算问题。

答案:管内对流换热系数为5155W/(m2.K),管外对流传热系数为80.16W/(m2.K),以管内表面为基准的传热系数为810.65W/(m2.K),对数平均温压为130.26℃,以管内表面为基准的传热面积为0.31m2。)

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