化工原理 第四章 传热-例题.pptVIP

* 例 外径为 426mm的蒸汽管道，其外包扎一层厚度为 426mm的保温层，保温材料的导热系数为 0.615 W/(m·℃)。若蒸汽管道外表面温度为 177 ℃，保温层的外表面温度为 38℃，试求每米管长的热损失以及保温层中的温度分布。 解：此题为单层圆筒壁的热传导问题。 已知条件： 蒸汽导管外表面的半径 r2＝0.426/2＝0.213m 温度 t2＝177℃ 保温层的外表面的半径 r3＝0.213＋0.426＝0.639m 温度 t3＝38℃ 由： 可得每米管道的热损失为： 设保温层内半径 r 处的温度为 t，代入上式： 将已知数据代入，整理得温度t与半径的关系式为： t = -126.6 ln r –18.64 筒壁内的温度分布不是直线，而是曲线。 例：有一列管换热器，由φ25×2.5的钢管组成。CO2在管内流动，冷却水在管外流动。已知管外的α1=2500W/m2·K，管内的α2= 50W/m2·K 。 （1）试求传热系数K； （2）若α1增大一倍，其它条件与前相同，求传热系数增大的百分率； （3）若增大一倍，其它条件与（1）相同，求传热系数增大的百分率。 解： （1）求以外表面积为基准时的传热系数 取钢管的导热系数λ=45W/m·K， 冷却水测的污垢热阻Rs1=0.58×10-3 m2·K/W CO2侧污垢热阻Rs2=0.5×10-3 m2·K/W 则： (2)α1增大一倍，即α1 =5000W/m2·K时的传热系数K’ K值增加的百分率 （3）α2增大一倍，即α2 =100W/m2·K时的传热系数 K值增加的百分率 例：在一单壳单管程无折流挡板的列管式换热器中，用冷却水将热流体由100℃冷却至40℃，冷却水进口温度15℃，出口温度30℃，试求在这种温度条件下，逆流和并流的平均温度差。 解 ： 逆流时： 热流体： 冷流体： 70 25 并流时： 热流体 ： 冷流体 ： 85 10 可见：在冷、热流体初、终温度相同的条件下，逆流的平均温度差大。 *