发布时间 : 星期日 文章化工原理（上册）课后习题更新完毕开始阅读
11．温度为52c的饱和蒸汽在长3m,外径为32mm,的单根黄铜管表面上冷凝，铜管垂直放置，管外壁温度为20c，试求每小时苯蒸气的冷凝量？若将管水平放置，苯蒸气的冷凝量为多少？ 解：已知
??ts?52?C
tW?48?C
d??32mm
tm?52?48??50?C 查得??850kg(m?C) ??0.14W(m2??C) 2u?0.45?10?3Pa?s
c???1.8kJ(kg?C) 52C时，r?394kJkg P（1）水平放置：??0.725(?2g?3rd??tu)?2462W(m2??C)
14 Q??A?t?Wr?W?27.1kgh
??1.13d?1?()4?1233.2W(m2??C) （2）垂直放置：
?0.725c
Re?4?l?t?333.9?2000（假设成立） ru W??0.5W?13.5kgh
13．流体的质量流量为1000kg/h，试计算以下各过程中流体放出或得到的热量。 ①煤油自130C降至40C，取煤油比热容为2.09kJ/kg?C；
???1000?2.09?103?(130?40)?5.23?104W 解：Q?3600②比热容为3.77kJ/kg?C的NaOH溶液，从30C加热至100C;
???1000?3.77?103?70?7.33?104W 解：Q?3600③常压下将30C的空气加热至140C；
??1000?1.015?103?(140?30)?3.1?104W 解: Q?3600④常压下100C的水汽化为同温度的饱和水蒸气；
?
1000?2258?103解; Q??6.27?105W
3600⑤100C的饱和水蒸气冷凝，冷却为50C的水。
??1000?(2258?103?4.186?103?50)解: Q??6.85?105W
360015．在一套管换热器中，内管为?57?3.5的钢管，流量为2500kg/h，平均比热容为
2.0kj/kg??C的热液体在内管中从90?C冷却为50?C，环隙中冷水从20?C被加热至
40C，已知总传热系数为200W/m?C，试求；①冷却水用量，kg/h②并流流动时的平均温度差及所需的套管长度，m；③逆流流动时平均温度差及所需的套管长度，m。 解：①
?2?WC?t?WC?thPhhcPc1?2500?2.0?(90?50)?Wc?4.186?(40?20)
②并流：??Wc?2390kgh
70?10?30.8?C3 70ln10AQ?WhCPh?th?KA?tm?A?9m2 A??dl?l? ?50.5m?d50?30??0 ?tm? ③逆流：?t1?90?40?50C ?t2?50?20?3C?40?C
22500?2.0?40?103 l?3600?38.8m
200?40?3.14?0.057??0 ?tm?t1?90?20?70C ?t2?50?40?1C
16．一列管式换热器，管子直径为?25?2.5，管内流体的对流给热系数为W/m?k，管外流体的给热系数为2000W/m?k，已知两流体均为湍流换热，取钢管导热系数
22??45W/m2?k，管内外两侧污垢热阻为0.00118m2?k/W,试问；①传热系数K及各部
分热阻的分配；②若管内流体流量提高一倍，传热系数有何变化？③若管外流体流量提高一
倍，传热系数有何变化？ 解：
?11??d??Rso?K?0?dmRd?dd?dSi??ii?i10.002525250.00118?25 ?0.00118????20004522.5100?20202 ?K?63.6W(m?K)
?i?0.023所以
?dRPee0.8nr流量增加一倍，流速增加一倍,
Re增加20.8倍，
?i??20.8?Ri?174.11
112525????0.0104?K??1.51K K?K2000174.11?20???0.36?0.55edPr13(e?0.145) ?????20.5??2928. 17??W1111????0.01554?K???1.01K ??KK20002928.17
17．一传热面积为15m的列管换热器，壳程用110C的饱和水蒸气将管程某溶液由20C加热至80C，溶液的处理量为2.5?10kg/h，比热容为4kJ/kg?C，试求此操作条件下的传热系数？
?4?2??2.5?10490?30?4?103?(80?20)?1.67?106W ?tm逆?解：Q??54.61?C
903600ln30 K?Qc?2038.W7m2(??C )A?tm2?20．某换热器的传热面积为30m，用100C的饱和水蒸气加热物料，物料的进口温度为30C，流量为2kg/s，平均比热容为4kJ/kg?C，换热器的传热系数为125W/m?C，求；①物料出口温度，②水蒸气的冷凝量，kg/h。 解：???2?tm?(100?t1)?(100?t2)??t2t1
70100?t1lnln100?t2100?t2 Q?K3??2?4?10?A?tmt(?23 0) ??t1125?30??t2?56.2?c?Q?2.1?15W0 3702?4?10ln100?t22c3?225?81?0Wh?Wht Q?0.kg93s?kg33h4
221．363K的丁醇在逆流换热器中被冷却至323K，换热器的面积为30m，传热系数为
150W/m2?k。已知丁醇流量为2000kg/h，冷却水的进口温度为303K，试求冷却水的流
量和出口温度。
6.6?104解：Q?WhCPt(T1?T2)?6.6?10W?KA??tm??tm??14.67?C
150?304?tm?363?t2?20?14.67 试差：t2?343K时，?tm?14.43?C
363?t2ln20
tt??350K??16.25C 时，t2m2?352K时，?tm?15.05?C
??352.5K??14.74C 时，t2tm22．一定流量的物料在蒸汽加热器中从20C加热至40C，物料在管内为湍流，对流给热系数为1000W/m?C，温度为100C的饱和水蒸气在管外冷凝，对流给热系数为
2????104W/m2??C。现生产要求将物料流量增大一倍，求；①物料出口温度为多少？②蒸汽冷
凝量增加多少？设管壁和污垢热阻可略。
32、流量为30kg/s的某油品在列管换热器壳程流过，从150°C降至100°C，将管程的原油从25°C加热至60°C。现有一列管换热器的规格为：壳径600mm，壳方单程，管方四程，共有368根直径为?19?2，长6m的钢管，管心距为25mm，正三角型排列，壳程装有缺口（直径方向）为25%的弓形挡板，挡板间距为200mm。试核算此换热器能否满足换热要求？已知定性温度下两流体的物性如下表： 流体名称 比热容粘度?,Pa?s 导热系数污垢热阻C原油 油品 解：Q??,kJ(kg?C) P?,W(m??C) 0.0029 0.0052 0.136 0.119 m2??C/W 0.001 0.0005 1.986 2.20 WC(T?ThPh12)?30?2.20?103?(130?110)?2.64?106W
2.64?106Wc?1.986?103?35?37.98kgs
?t?t1??t2?87.5?C P?t2?t1?0.28 R?T1?T2m逆??1.14ln?t1?tT1?t1t 2?t12?t?m?0.95?87.5?83.1C
① 管程：
S?2n2i?4di4?0.785?0.0152?3684?0.016m
ui?37.98d?0.01?537.98?Wc0.016?S0.0162? R?iuie???21.2?ii0.0029
??0.8i?0.023?idReP0.4r?1711W(m2??C)
i② 壳程：
S2??hD(1?d?t)?0.2?0.6?(1?0.0190.025)?0.0288m
4(3
uW302?2??4d2?)??h?S?0.0288?
de??d?0.17m
??
Re?d?eu???3405.4
P?CP?r96. 1??? ?0.1191?3405.50.55?96.13?0.95?961W(m2????0.36?0.017C)
1K?1961?0.005?11711?1915?0.001?1915?0.00804 ?K?125W(m2??C)
AQ计??2.64?106?254m2K?t A实?n?d???131.7m2 m125?83.140 1