化工原理复习资料

dbd11??o?o??RKo?o?1di?di?10.0250.002?0.0251???0.0003?100002560?0.02146.5?0.0231097

Ko?1097w/m2??C

换热器的传热速率 Q?KoSo?tm?1097?16.4?85.4?1536kw 该换热器的热负荷 QL?WcCpc(t2?t1)?30?1100?3.77?(60?20)?1382kw

3600因为 Q?QL 所以库存的换热器能够完成传热任务。 另一种解法：

由传热方程式求得完成传热任务所需要的传热面积为：

?? SoQ

Ko?tm同上，换热器的热负荷 QL?1382kw Ko?1097w/m2??C，?tm?85.4?C

??故 So1382?14.75m2

1097?85.4该库存换热器所提供的传热面积的传热面积为：

So?n?do(L?0.1)?72?3.14?0..025?(3?0.1)?16.4

? 所以 库存的换热器能够完成传热任务。 因为 So?So13热气体在套管换热器中用冷水冷却，内管为?25mm?2.5mm钢管，导热系数

??45W/m?K。冷水在管内湍流流动，给热系数?1?2000W/m2?K，热气在环隙中

湍流流动，给热系数?2?50W/m?K。不计垢层热阻，试求： （1）管壁热阻占总热阻的百分数；

（2）内管中冷水流速提高一倍，总传热系数K?有何变化？ （3）内隙中热气体流速提高一倍，总传热系数K??有何变化？ 解： （1）

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K?[1d2d2d21?1?ln?]

?1d12?d1?110.0250.0250.0251?1??ln?] 20000.022?450.02502 =[ =48.3W/m?K 总热阻

1?0.021m2?/W K管壁热阻

d2d20.0250.025 ln?ln2?d12?450.02?52 =6.2?10m?K/W

6.2?10?5?3?10?3?0.3% ?管壁热阻分率为

0.021（2）???u0.8

??20.8?1?20.8?2000?3.48?103W/m2?K ??110.0251?52??6.2?10?]?49.0W/m?K 30.02503.48?10K??K49?48.3??1.3% 增加

K48.3K??[??2（3）??2 K???[0.8?2?20.8?50?87.1W/m2?K

10.0251??6.2?10?5?]?82.1W/m2?K 20000.0287.1K???K82.1?48.3??69.6% 增加

K48.3由上可知，管壁热阻往往占分率很小，可忽略；提高K值，强化传热，应在?小处着

手。

15 ?68mm?4mm的无缝钢管，内通过表压为0.2Mpa的饱和蒸汽。管外包30mm厚的保

W/(m?K)，该管设置于温度t外?20?C的大气中，已知管内壁与蒸汽的给温层??0.080热系数?1?5000W/(m?K)，保温层外表面与大气的给热系数?2?10W/(m?K)。

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求蒸汽流经每米管长的冷凝量W及保温层外表面的温度tW 解： 每米管长的冷凝量W

d1?0.068?2?0.004?0.06m，d0?0.068m d2?0.068?2?0.03?0.128m 不计管壁热阻

?K?[ =[1d2d2d21?ln?]?1

?1d12?d0?210.1280.1280.1281?1??ln?] 50000.062?0.080.06810 =1.65W/(m2?K)

Q?K2A2(T?t外)?K2?d2L(T?t外)

.1kJ/kg 查0.2MPa（表）下，饱和蒸汽T?133.3?C，r?2168QL?K2?d2(T?t外)=1.65?3.14?0.128?(133.3?20)?75.1W/m

W?QL75.1?3??3.47?10kg/m?s?0.125kg/m?hr 3r2168.1?10K2(T?t外)=?2(tW?t外) ?tW?

16一内径d1?0.34m的空心球形钢壳容器，其内壁表面温度t1?38?C，外壁外面用

2100?C热水加热。钢壳的导热系数??45W/(m??C)，热水对外壁的给热系数

K2?2(T?t外)?t外?1.65?(133.3?20)?20?38.7?C 10试计算钢壳厚度???500W/(m2??C)，速率是多少？

解： 对于所传热量有

是多少mm时传热速率Qmax达最大值？最大传热

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Q??t?t ??11R???Am?A其中，?t?100?38?62?C，

??r?r1， Am?4?rr1（推导而得）

?R?r?r11 ?24??rr1??4?r当R最小时必有Qmax

dR112?[2?3]?0时 dr4??r?r2?2?45??0.18m ??r?r1?0.18?0.17?0.01m?10mm 得 r??500当

?Qmax?620.011?4?45?0.18?0.17?3.14500?4?3.14?0.182?1.13?104W?11.3(kW)

吸热

一、填空

1气体吸收计算中，表示设备（填料）效能高低的一个量是 传质单元高度 ，而表示传质任务难易程度的一个量是 传质单元数 。

2 在传质理论中有代表性的三个模型分别为 双膜理论 、 溶质渗透理论 、表面更新理论。

3如果板式塔设计不合理或操作不当，可能产生 严重漏液 、 严重泡沫夹带及 液泛 等不正常现象，使塔无法工作。

4在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数

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ky=2kmol/m·h，气相传质总Ky=1.5kmol/m·h，则该处气液界面上气相浓度yi应为??0.01???。平衡关系y=0.5x。 5逆流操作的吸收塔，当吸收因素A<1且填料为无穷高时，气液两相将在 塔低 达到平衡。 6单向扩散中飘流因子 A>1 。漂流因数可表示为 PPBM ，它反映 由于总

体流动使传质速率比单纯分子扩散增加的比率。

7在填料塔中用清水吸收混合气中HCl，当水量减少时气相总传质单元数NOG 增加 。 8一般来说，两组份的等分子反相扩散体现在 精流 单元操作中，而A组份通过B组份的单相扩散体现在 吸收 操作中。

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