有一套管換熱器,管內(nèi)為φ54×2mm,套管為φ116×4mm的鋼管,內(nèi)管中苯被加熱,苯進口溫度為50℃,出口溫度為80℃,流量為4000Kg/h。環(huán)隙為133.3℃的飽和水蒸氣冷凝,其汽化熱為2168.1KJ/Kg,冷凝傳熱膜系數(shù)為11630W/m2˙K。苯在50~80℃之間的物性參數(shù)平均值為密度ρ=880kg/m3,比熱cp=1.86KJ/Kg˙℃,粘度μ=0.39×10-3Ns/m2,導熱系數(shù)λ=0.134W/m˙K,管內(nèi)壁垢阻為0.000265cm2/W,管壁及管外側(cè)熱阻不計。試求:
(1)加熱蒸汽消耗量
(2)所需的傳熱面積(以內(nèi)管外表面計)。
(3)當苯的流量增加50%,要求苯的進出口溫度不變,加熱蒸汽的溫度應為多少?
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重油和原油在單程套管換熱器中呈并流流動,兩種油的初溫分別為243℃和128℃;終溫分別為167℃和157℃。若維持兩種油的流量和初溫不變,而將兩流體改為逆流,試求此時流體的平均溫度差及它們的終溫。假設在兩種流動情況下,流體的物性和總傳熱系數(shù)均不變化,換熱器的熱損失可以忽略。
冷卻水在φ19mm×2mm,長為2m的鋼管中以1m/s的流速通過。水溫由15℃升至25℃。求管壁對水的對流傳熱系數(shù)。
盛水2.3kg的熱水瓶,瓶膽由兩層玻璃壁組成,其間抽空以免空氣對流和傳導散熱。玻璃壁鍍銀,黑度0.02。壁面面積為0.12m2,外壁溫度20℃,內(nèi)壁溫度99℃。問水溫下降1℃需要多少時間?
水蒸氣管路外徑為108mm,其表面包一層超細玻璃棉氈保溫,其熱導率隨溫度t/℃的變化關(guān)系為λ=0.033+0.00023tW/(m·K)。水蒸氣管路外表面溫度為150℃,希望保溫層外表面溫度不超過50℃,且每米管路的熱量損失不超過160W/m。試確定所需保溫層厚度。
在一套管式換熱器中,用120℃的飽和水蒸氣在環(huán)隙中冷凝放熱,使內(nèi)管中湍流流動的流量為3000kg/h的苯從20℃加熱到80℃。當流量增加到4500kg/h時只能從20℃加熱到76℃。試計算換熱器的傳熱面積和流量為4500kg/h時的總傳熱系數(shù)K。[計算時,水蒸氣冷凝的α值取用8000W/(m2·K)??珊雎怨鼙跓嶙杓拔酃笩嶙?,并可當平壁處理。兩種情況下苯的比熱容認為相同。]
用絕對壓力為300kPa的飽和水蒸氣將體積流量為80m3/h的苯胺從80℃加熱到100℃。苯胺在平均溫度下的密度為955kg/m3,比熱容為2.31kJ/(kg·℃)。試計算:(1)水蒸氣用量(kg/h);(2)當總傳熱系數(shù)為800W/(m2·℃)時所需傳熱面積。
如附圖所示。為測量爐壁內(nèi)壁的溫度,在爐外壁及距外壁1/3厚度處設置熱電偶,測得t2=300℃,t3=50℃。求內(nèi)壁溫度t1。設爐壁由單層均質(zhì)材料組成。
用熱電偶溫度計測量管道中的氣體流速。溫度計讀數(shù)為300℃ ,黑度為0.3。氣體與熱電偶間的對流傳熱系數(shù)為60W/(m2·K),管壁溫度為230℃ 。試求:(1)氣體的真實溫度;(2)若要減少測溫誤差,應采用那些措施?
100g水中溶解1gNH3,從手冊查得20℃時NH3的平衡分壓為986.6Pa,在此濃度以內(nèi)服從亨利定律。試求溶解度系數(shù)H(單位為kmol·m-3·kPa-1)和相平衡常數(shù)m,總壓力為100kPa。
在100kg水中含有0.015kg的CO2,試求CO2的質(zhì)量分數(shù)、質(zhì)量比和質(zhì)量濃度。