发布时间 : 星期三 文章化工原理课后习题答案 - 天津大学出版社主编夏清更新完毕开始阅读813ab40bb52acfc788ebc90d
流传热系数为3490 W/（m?℃），管外油侧对流传热系数为258 W/（m?℃）。换热器用一段时间后，管壁两侧均有污垢形成，水侧污垢热阻为0.00026m?℃/W，油侧污垢热阻0.000176m
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?℃/W。管壁导热系数λ为45 W/（m?℃），试求：（1）基于管外表面的总传热系数；（2）产生污垢后热阻增加的百分比。
解：（1）1/K0 =d0/αidi+1/α0+Rsid0/di+Rs0+bd0/λdm
=19/（3490×15）+0.00026×19/15+0.000176+（0.002×19）/（45×16.9）+1/258 ∴K0 =208 m?℃/W
（2）产生污垢后增加的总热阻：
d0/αidi + Rs0=19/（3490×15）+0.000176=0.00050533 产生污垢前的总热阻：
d0/αidi+1/α0+ bd0/λdm=19/（3490×15）+（0.002×19）/（45×16.9）+1/258 =0.0043
∴增加的百分比为：0.00050533/0.00429=11.8%
11.在一传热面积为50m的单程列管式换热器中，用水冷却某种溶液。两流体呈逆流流动。冷水的流量为33000kg/h，温度由20℃升至38℃。溶液的温度由110℃降至60℃。若换热器清洗后，在两流体的流量和进出口温度不变的情况下，冷水出口温度增至45℃。试估算换热器清洗前后传热面两侧的总污垢热阻。假设（1）两种情况下，流体物性可视为不变，水的比热容可取4.187kJ/（kg?℃）；（2）可按平壁处理，两种工况下αi和α0分别相同；（3）忽略管壁热阻和热损失。
解：换洗前：热流体：T1=110℃ → T2=60℃
冷流体：t2=38℃ ← t1=20℃ Γt1=72℃ Γt2=40℃
∴Γtm =（Γt1- Γt2）/ln（Γt1/Γt2）=54.4℃ Q= WhCph（T1 - T2 ）=50WhCph
=WcCpc（t2-t1）=18WcCpc
=K0S0Γtm =54.4K0S0
代入数据计算得K0=254 W/（m?℃）
换洗后：：热流体：T1=110℃ → T2=60℃
冷流体：t2=38℃ ← t1=20℃
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Γt1=72℃ Γt2=40℃
∴Γtm =（Γt1- Γt2）/ln（Γt1/Γt2）=54.4℃ Q= WhCph（T1 - T2 ）=（100-T2）WhCph
=WcCpc（t2-t1）=25WcCpc
=K0S0Γtm
∴50/（100-T2）=18/25 →T2=40.56℃
∴Γtm =（Γt1- Γt2）/ln（Γt1/Γt2）=35℃ Q= =WcCpc（t2-t1）= K0S0Γtm 代入数据计算得K0=548.3 W/（m?℃） ∴总污垢热阻为：1/ K0-1/ K0=1/245-1/548.3 =2.1×10 m?℃/W
12.在一单程列管换热器中，用饱和蒸汽加热原料油。温度为160℃饱和蒸汽在壳程冷凝（排出时为饱和液体），原料油在管程流动，并由20℃加热到106℃，列管换热器尺寸为：列管直径为ф19×2mm，管长为4m ，共25根管子。若换热器的传热量为125Kw，蒸汽冷凝传热系数为7000 W/（m?℃），油侧污垢热阻可去为0.0005 m?℃/W，管壁热阻和蒸汽侧垢层热阻可忽略，试求管内油侧对流传热系数。
又若有的流速增加一倍，此时若换热器的总传热系数为原来的1.75倍，试求油的出口温度。假设油的物性不变。
解：1/K0 =d0/αidi+1/αi+Rsid0/di，又K0=Q/S0Γtm 其中S=25×3.14×19×103×4=5.97
Γtm =（Γt1- Γt2）/ln（Γt1/Γt2）=90.27℃
∴K0=125×103/（5.97×90.27）=232.1 W/（m?℃） 可以解得 αi =359.5 W/（m?℃） 改变流速后：
K0= 1.75K0=406.2 W/（m?℃）
Q=2Q（t2-t1）/（t2-t1）=125×103（t2-20）/86 又Γtm =[（T- t1）-（T- t2）]/ln[（T- t1）/（T- t2）]
=Q/K0S
可以解得 t2=99.2℃
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