第十章换热器例题.ppt

2017-2-20 1第十章换热器例题【例 10-1 】【例 10-3 】【例 10-4 】【例 10-6 】【例 10-8 】 2017-2-20 2 【例10-1 】已知热流体入口温度℃, 出口温度℃;冷流体入口温度℃,出口温度℃。试计算换热器为如下情况时的平均温差。(1)顺流; (2)逆流; (3)1-2 型壳管式; (4)一次交叉流,一种流体混合,另一种流体不混合。 80 1??t 10 2??t 50 1???t 30 2???t 2017-2-20 3 解:( 1)当采用顺流布置时 70 10 80 21 max????????ttt℃ 20 30 50 21 min??????????ttt平均温差 20 70 1 20 70 1 min max min max??????????nt tn ttt m顺℃℃ 2017-2-20 4 (2)当采用逆流布置时 50 30 80 21 max?????????ttt 40 10 50 21 min????????? 40 50 1 40 50 1 min max min max??????????nt tn ttt m逆℃℃℃ 2017-2-20 5 (3)当采用 1-2 型管壳式时查1-2 型管壳式换热器的温差修正系数图 286 .0 10 80 10 30 21 22????????????tt 10 30 50 80 22 11?????????????tt ttR得ψ= ,平均温差为△t m=ψ△t m逆= × = ℃ 2017-2-20 6 (4)当采用一次交叉流,一种流体混合, 另一种流体不混合时,查相应的修正系数ψ= f(P , R) 图,可得ψ≈ ,因而,平均温压△ tm ≈ ℃。【讨论】从计算结果可见,当流体具有相同的进出口温度时,逆流式换热器的平均温差大于顺流式的平均温差,对于其它布置型式,当ψ较大时,平均温差一般介于顺、逆流之间。返回 2017-2-20 7 【例10-3 】一台卧式壳管式氨冷凝器, 氨冷凝温度℃,已知换热器传热面积为 114m 2,传热系数为 900W/ (m 2·K), 冷却水流量 q m2 =24kg/s ,冷却水入口温度℃,试求换热器效率、冷凝换热量及冷却水出口温度。水的比热容 c p2 = kJ/ ( kg ·K) 38 11?????tt 28 2??t 2017-2-20 8= ×24×4190(38-28) = ×103 W 02 .1 10 19 .4 24 114 900 3 22??????cq KA NTU m 639 .011 02 .1???????ee NTU ????? 21 minttcq m??????解:该题中氨发生凝结, 热容量( q mc) max →∞,故热容比 C= →0 ???? max mincq cq m m根据已知条件,该换热器传热单元数换热器效率冷凝换热量 2017-2-20 9 冷却水出口温度 4. 34 22 22???????cq tt m或根据ε的定义,由 639 .0 21 22?????????tt tt?4. 34 )( 2122?????????tttt? 3 2222 10 6. 643 )(????????ttcq mW 可得℃℃返回 2017-2-20 10 【例10-4 】某电厂的凝汽器是由单一壳体和 30000 根管所组成的两次交叉流壳管式换热器,管子是直径为 25mm 的薄壁结构, 蒸汽在管外表面凝结的换热系数为 8000W/ (m 2·K),靠流量为 ×10 4 kg/s 的冷却水冷却,冷却水的进口温度为 20℃,蒸汽在 34℃冷凝,换热器所要求的换热量为 5×10 8W。(1)试求冷却水的出口温度。(2)所需的每个流程的管长是多少?