各大名牌高校化工原理考研真题之传热3.docVIP

【大连理工大学，2003，四】有一单管程列管换热器，传热面积为40m2(按外表面积计)，共有的传热管86根，现用该换热器以循环水冷却流量为28000kg/h的石油产品，石油产品走壳程，循环水走管程，两流体逆流换热。实际测得石油产品的进、出口温度分别为90℃和50℃，冷却水的进、出口温度分别是25℃和40℃，已知石油产品的比热容为2.8KJ/kg，水的有关物性分别为： 密度 粘度 比热 导热系数 试求： 1、冷却水用量 2、该换热器总换热系数 3、管程和壳程的传热膜系数（又称表面传热系数）（可忽略两侧的污垢热阻） 4、由于污垢积累，石油产品的出口温度升高，为使石油产品出口温度仍为50℃，需增加冷却水量使得冷却水出口温度为35℃时，石油产品出口温度达到50℃，估算两侧污垢热阻之和为多少（各物性数据可视为不变，忽略管壁热阻）。 解：1、由题意： 解得 2、由1得， 解得 3、流速 由得 4、 由得 【大连理工大学，2004，四】某厂内有一台单管程列管换热器，欲用120℃的饱和蒸汽将某种水溶液进行加热，水溶液走管程。现场测得溶液的流量为25000kg/h、入口温度为22℃、出口温度为73℃。已知该换热器有的管子共56根，管长为3m。溶液在平均温度下的物性数据为：粘度，比定压热，热导率。整齐侧表面传热系数。若不计热损失及管壁热阻和蒸汽侧污垢热阻。试求： 1、溶液在管内的对流表面传热系数（也称传热膜系数） 2、管程污垢热阻的大小 3、若改用双管程的换热器（管长、管径、管数与上述换热器相同），在其它条件相同情况下，溶液的出口温度为多少？（物性参数及污垢热阻等不变） 解：1、流速 得 2、 解得 3、双管程后流速变为原来的2倍，则 解得 【华东理工大学，1998，六】一套管换热器用133℃的饱和蒸汽将管内的氯苯从33℃加热到73℃，氯苯流量为5500kg/h。现因某种原因，氯苯流量减少到3300kg/h，但其进出口温度欲维持不变，试问此时饱和蒸汽温度应为多少才能满足要求？此时饱和蒸汽冷凝量为原工况的百分之几？（设在两种工况下蒸汽冷凝热阻、管壁热阻、垢层热阻及热损失均可忽略，且氯苯在管内作湍流流动。忽略两工况下饱和蒸汽汽化潜热的变化） 解：由题意： 整理得， 解得 【华东理工大学，1999，二】某列管式换热器，壳程通以0.2MPa(绝)的饱和蒸汽，可将一定量的冷水从25℃加热至65℃.若加热蒸汽的压强及水的入口温度保持不变，水的出口温度降为63℃，求此时换热器的热流量较原工况有何变化（以原工况的相对比值表示）？ 计算时可忽略垢层、管壁及蒸汽侧的热阻，水在管内作湍流流动。0.2MPa（绝）的饱和蒸汽温度为120℃。 解：由题意 【华东理工大学，2000，七】用某热流体与甲苯在一台列管式换热器中进行逆流换热。列管的管内径为25mm，甲苯走管内，入口温度t1=20℃,出口温度t2=80℃；热流体走管外，入口温度T1=200℃,出口温度T2=120℃。已知此时热流体的对流给热系数α1=1000W/m2·K，甲苯的对流给热系数为α2=800W/m2·K。现把甲苯的流量增大50%，试求： （1）热流体的出口温度为多少？ （2）新工况的热流量Q’较原来增加了多少？ （已知甲苯的Re104，Pr0.7，管壁热阻可忽略，流体物性随温度的变化可忽略） 解：（1）由题意 流速 由 可得， 【华东理工大学，2001，二】一列管式换热器，内有钢管33根，管长1.5m，单管程。现将此换热器用来冷凝某工艺物料的蒸汽，壳程蒸汽冷凝温度为90℃，蒸汽侧热阻、管壁热阻可忽略。冷却水走管程，进口温度t1=15℃,流量为21m3/h。试求： （1）蒸汽冷凝量为多少？冷却水的出口温度为多少？ （2）夏季时，冷却水进口温度为25℃时，若冷却水流量不变，则蒸汽冷凝量为多少？ 已知冷却水比热Cp=4180J/kg·K，粘度,密度，导热系数，物料蒸汽汽化潜热γ=1.2×106J/kg。 （设以上物性不随温度而变） 解：（1）由题意 由得 整理解得 解得 （2）由得 【华东理工大学，2003，六】一管壳式换热器由38根，长3m的钢管组成。110℃的饱和蒸汽通入壳程，加热管程中的甲苯，蒸汽冷凝对流给热系数为10000W/m2℃，甲苯流量为7kg/s，入口温度为30℃。甲苯的比热为1840J/kg℃。该流量条件下，甲苯侧的对流给热系数为1090W/m2℃。管壁很薄，可忽略管壁及两侧的垢层热阻。试求： （1）此时，甲苯的出口温度为多少？ （2）现因生产需要，甲苯的处理量增加50%，蒸汽冷凝对流给热系数视作不变，甲苯的出口温度为多少？ 解：（1）由得 整理解得 （2） 整理解得 【华南理工大学，1999，三】有两台单壳程的换热器，传热面积均为20m2,每台加热器均由6