章熙民传热学第七章

第七章

7-3 水平冷凝器内，干饱和水蒸气绝对压强为 1.99×105Pa，管外径16mm，长为2.5m，已知第一排每根管的换热量为3.05×104J/s，试确定第一排管的凝结表面传热系数及管壁温度。

解：干饱和蒸汽在水平管外凝结。每根管的凝结热流量

?=hA?t=hA?tw?ts?……（1）

99?105Pa对应的饱和温度 由课本附录查得，压强1.=2202.3kJ/kg。 t=s120℃、潜热r计算壁温需要首先计算对流换热系数h。而h又与壁温有关。先设定壁温为tw=100℃，则凝液的平均温度为

ts+tw120?100t=??110℃

22查水的物性参数

??2.59?10N?s/m?423??951.0kg/m，，

??0.685W/(m?k)

管外层流凝结换热的换热系数

?g?r14h=0.725[]

?d(ts?tw)23951.02?9.8?0.6853?2202.3?1031/4h=0.725?[] ?42.59?10?0.016?(120?100) 代

h=12025.67W/(m2?k)

入

式

（

1

）

?3.05?104tw=ts??120-

hA12025.67?3.14?0.016?2.5t(1)w=99.8?C

与假定的壁温值很接近。所以壁温约为100?C，冷凝换热系

212025.67W/(m?k)。 数为

7-7 垂直列上有20排管的顺排冷凝器，水平放置，求管束的平均表面传热系数与第一排的表面传热系数之比。 解：单排时

?g?r14h1=0.725[]

?d(ts?tw)23N=20排时

hn=0.725[?2g?3r??nd?(ts?tw)?2g?3r]14]14

hn?h10.725[??nd?(ts?tw)?2g?3r140.725[]?d(ts?tw)114?() nhn114?()?0.472 h120可见多排管子冷凝换热比单排的弱。因为第一排管子的凝液流到第二排、第二排的又流到第三排、以此类推，造成凝液厚度增加从而增大了导热热阻。