在一臺新套管換熱器中,冷卻水在φ25×2.5mm的內(nèi)管中流動(dòng),以冷凝環(huán)隙間的某飽和蒸汽。當(dāng)冷卻水的流速為0.4m/s和0.8m/s時(shí),測得基于內(nèi)管外表面的總傳熱系數(shù)分別為1200W/m2K和1700W/m2K。水在管內(nèi)為湍流,管壁的導(dǎo)熱系數(shù)為45w/m•K。水流速改變后可認(rèn)為環(huán)隙間冷凝的傳熱膜系數(shù)不變,試求:
(1)當(dāng)水的流速為0.4m/s時(shí),管壁對水的對流傳熱系數(shù)為多少?
(2)管外蒸汽冷凝的對流傳熱系數(shù)為多少?
(3)若操作一段時(shí)間后,水流速仍維持0.4m/s,但測得的總傳熱系數(shù)比操作初期下降10%,試分析可能的原因,并論述此時(shí)蒸汽的冷凝量是否也下降10%。
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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(jì)算:(1)水蒸氣用量(kg/h);(2)當(dāng)總傳熱系數(shù)為800W/(m2·℃)時(shí)所需傳熱面積。
在一傳熱面積為20m2的列管式換熱器中,殼程用110℃的飽和水蒸汽冷凝以加熱管程中的某溶液。溶液的處理量為2.5×104kg/h,比熱容為4kJ/(kg·K)。換熱器初始使用時(shí)可將溶液由20℃加熱至80℃。(1)該換熱器使用一段時(shí)間后,由于溶液結(jié)垢,其出口溫度只能達(dá)到75℃,試求污垢熱阻值;(2)若要使溶液出口溫度仍維持在80℃,在不變動(dòng)設(shè)備的條件下可采取何種措施?做定量計(jì)算。
水在大容器內(nèi)沸騰,如果絕對壓力保持在p=200kPa,加熱面溫度保持130℃試計(jì)算加熱面上的熱流密度q。
功率為1kW的封閉式電爐,表面積為0.05m2,表面黑度0.90。電爐置于溫度為20℃的室內(nèi),爐壁與室內(nèi)空氣的自然對流對流傳熱系數(shù)為10W/(m2·K)。求爐外壁溫度。
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)。
有一單管程的列管式換熱器,其規(guī)格如下:管徑為φ25mm×2.5mm,管長為3m,管數(shù)為37根。今擬采用此換熱器冷凝并冷卻CS2的飽和蒸氣,自飽和溫度46℃冷卻到10℃。CS2在管外冷凝,其流量為300kg/h,比汽化熱為350kJ/kg。冷卻水在管內(nèi),進(jìn)口溫度為5℃,出口溫度為32℃。逆流流動(dòng)。已知CS2的冷凝和冷卻時(shí)的總傳熱系數(shù)分別為K1=291W/(m2·K)和K2=174W/(m2·K)(以內(nèi)表面積為基準(zhǔn))。試問此換熱器是否合適?
直徑為0.88m的填料吸收塔內(nèi),裝有拉西環(huán)填料,填料層高為6m。每小時(shí)處理2000m3含5%丙酮與空氣的原料氣,操作條件為1個(gè)大氣,25℃。用清水作吸收劑,塔頂出口廢氣含丙酮0.263%(以上均為摩爾分?jǐn)?shù)),出塔溶液中每千克含丙酮61.2g,操作條件下的平衡關(guān)系為Y=2X。試計(jì)算:(1)氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)KYa;(2)每小時(shí)可回收丙酮多少千克?(3)若將填料層加高3m,又可以多回收多少千克丙酮?
在100kg水中含有0.015kg的CO2,試求CO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量比和質(zhì)量濃度。
蒸汽管道外包扎有兩層導(dǎo)熱系數(shù)不同而厚度相同的絕熱層,設(shè)外層的平均直徑為內(nèi)層的兩倍。其導(dǎo)熱系數(shù)也為內(nèi)層的兩倍。若將二層材料互換位置,假定其它條件不變,試問每米管長的熱損失將改變多少?說明在本題情況下,哪一種材料包扎在內(nèi)層較為合適?
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