化工原理上册复习题

此时换热器是否适用？如何解决？（假设流体进出口温度不变）

解：(1) 由题意，管壁清洁且忽略污垢热阻时，则有：Tw = tw 由牛顿冷却定律可得壁温计算式：

T?Tw?2 逆流换热，因此水入口处对应机油的出口，故水入口的壁温为 ?Tw?t?1T2?Tw?2115?Tw2320????Tw?30.4℃

Tw?t1?1Tw?20286（2）根据热衡算可得;

Q?qm1cp1(T1?T2)?1080?1.96?(205?115)/3600?52.9kW

Q?qm2cp2(t2?t1)?qm1cp1(T1?T2)

冷却水出口温度: ?t2?t1?Q52.9?3600?20??67.6℃

qm2cp2960?4.17 ?tm?(T1?t2)?(T2?t1)(205?67.6)?(115?20)??115℃

T?t2205?67.6lnlnT?t1115?20?1?1d1??? K1?????d?22??125?1?????28620?2320???1?248W/(m2?K)

Q5.29?104 A1???1.86m2 <2.8m2 故适用

K?tm248?115??30℃时 (3) t1??t1?? ?t2Q52.9?35??82.6℃

qm2cp2960?4.17/3600?? ?tm?)?(T2?t1?)(205?82.6)?(100?35)(T1?t2??99.7℃

?T?t2205?82.6lnln?T?t1100?35Q5.29?104?? A1??2.14m2 <2.8m2 适用

?K?tm248?99.7 (4)管外壁有污垢热阻时：

?1d1??????R? K12??d2?2??1??125??1???0.003??20?2320??286?1?142W/(m2?K)

而流体进出口温度不变，则Δtm不变，所需换热面积为：

Q5.29?104??? A??3.24m2>2.8m2 1K??tm142?115故该换热器不适用，可采用清洁换热器、增加流体流量或串（并）联一个换热器等方法。