传热习题课计算题

1、现测定一传热面积为2m2的列管式换热器的总传热系数K值。已知热水走管程，测得其流量为1500kg/h，进口温度为80℃，出口温度为50℃；冷水走壳程，测得进口温度为15℃，出口温度为30℃，逆流流动。（取水的比热cp=4.18×103J/kg·K）

解：换热器的传热量：Q＝qmcp(T2－T1)

＝1500/3600×4.18×103×(80－50)=52.25kW

传热温度差△tm：

热流体 80 → 50 冷流体 30 ← 15 △t1=50， △t2=35

?t150??2 ?t235传热温度差△tm可用算数平均值：

?t1??t250?35?tm???42.5℃

22Q52.25?103K???615W/m2?℃

A?tm2?42.5

2、一列管换热器，由φ25×2mm的126根不锈钢管组成。平均比热为4187J/kg·℃的某溶液在管内作湍流流动，其流量为15000kg/h，并由20℃加热到80℃，温度为110℃的饱和水蒸汽在壳方冷凝。已知单管程时管壁对溶液的传热系数αi为520W/m2·℃，蒸汽对管壁的传

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热系数α0为1.16×10W/m·℃，不锈钢管的导热系数λ＝17W/m·℃，忽略垢层热阻和热损失。 试求：管程为单程时的列管长度（有效长度）

（总传热系数：以管平均面积为基准，1?1?d?b?1?d）

K?d??dmim0i0解：传热量：Q＝qmcp(t2－t1) ＝15000/3600×4187×(80－20) ≈ 1.05×106W 总传热系数：（以管平均面积为基准）

1K?1dmb1dm11230.002123???? ????? ?idi??0d0K5202117116.?10425110

80

解得： K＝434.19W/m2·℃ 对数平均温差： 110

20

△t1=90 △t2=30

?tm??t1??t2ln?t1?t2?90?30ln9030QK?tm??54.61℃ 105.?106434.19?54.61?44.28m2

传热面积： Q?KAm?tm Am?Am?n?dmL； 列管长度：L?Am44.28??4.87m

n?dm126?314.?0.023