化工原理传热例题.pptx

【例】有一列管式换热器,由38根φ25mm×。苯在管内流动,由20℃被加热至80℃,。外壳中通入水蒸气进行加热。试求管壁对苯的传热系数。当苯的流量提高一倍,传热系数有何变化。
解:苯在平均温度
W/(m2·℃)
以上计算表明本题的流动情况符合式4-32的实验条件,故
若忽略定性温度的变化,当苯的流量增加一倍时,给热系数为α′
【例】有一碳钢制造的套管换热器,内管直径为φ89mm×,流量为2000kg/h的苯在内管中从80℃冷却到50℃。冷却水在环隙从15℃升到35℃。苯的对流传热系数αh=230W/(m2·K),水的对流传热系数αc=290W/(m2·K)。忽略污垢热阻。试求:①冷却水消耗量;②并流和逆流操作时所需传热面积;③如果逆流操作时所采用的传热面积与并流时的相同,计算冷却水出口温度与消耗量,假设总传热系数随温度的变化忽略不计。
解①苯的平均温度
比热容cph=×103J/(kg·K)
苯的流量Wh=2000kg/h,水的平均温度
比热容cpc=×103J/(kg·K)。热量衡算式为
(忽略热损失)
℃
℃
热负荷
冷却水消耗量
kg/h
②以内表面积Si为基准的总传热系数为Ki,碳钢的导热系数
=45W/(m·K)
=×10-3+×10-5+×10-3
=×10-3m2·K/W
Ki=133W/(m2·K),本题管壁热阻与其它传热阻力相比很小,可忽略不计。
并流操作 80 50
15 35
65 15
传热面积
逆流操作 80 50
传热面积
③逆流操作 Si=,
℃
设冷却水出口温度为t'2,则
80 50
则 t'2=80-=℃
水的平均温度t'=(15+)/2=℃,c'pc=×103J(kg·℃)
冷却水消耗量
逆流操作比并流操作可节省冷却水:
若使逆流与并流操作时的传热面