发布时间 : 星期四 文章天津大学版化工原理上下册习题答案（2005夏清）更新完毕开始阅读
代入数据计算得K0=548.3 W/（m2?℃）
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∴总污垢热阻为：1/ K0-1/ K0=1/245-1/548.3 =2.1×10-3 m2?℃/W
12.在一单程列管换热器中，用饱和蒸汽加热原料油。温度为160℃饱和蒸汽在壳程冷凝（排出时为饱和液体），原料油在管程流动，并由20℃加热到106℃，列管换热器尺寸为：列管直径为ф19×2mm，管长为4m ，共25根管子。若换热器的传热量为125Kw，蒸汽冷凝传热系数为7000 W/（m2?℃），油侧污垢热阻可去为0.0005 m2?℃/W，管壁热阻和蒸汽侧垢层热阻可忽略，试求管内油侧对流传热系数。
又若有的流速增加一倍，此时若换热器的总传热系数为原来的1.75倍，试求油的出口温度。假设油的物性不变。
解：1/K0 =d0/αidi+1/αi+Rsid0/di，又K0=Q/S0Δtm 其中S=25×3.14×19×103×4=5.97
Δtm =（Δt1- Δt2）/ln（Δt1/Δt2）=90.27℃
∴K0=125×103/（5.97×90.27）=232.1 W/（m2?℃） 可以解得 αi =359.5 W/（m2?℃） 改变流速后：
K0= 1.75K0=406.2 W/（m2?℃）
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Q*=2Q（t2-t1）/（t2-t1）=125×103（t2-20）/86
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又Δtm =[（T- t1）-（T- t2）]/ln[（T- t1）/（T- t2）]
=Q/K0S
可以解得 t2=99.2℃
13.90℃的正丁醇在逆流换热器中被冷却到50℃。换热器的传热面积为6m2，总传热系数为230 W/（m2?℃）。若正丁醇的流量为1930kg/h，冷却介质为18℃的水。试求：（1）冷却水的出口温度；（2）冷却水的消耗量，以m3/h表示。 解：由传热方程式Q =K0SΔtm= WhCph（T1 - T2 ）
查表得70℃的正丁醇的比热为3.06×103J/（kg?℃） ∴Q=1930/3600×3.06×103×（90-50）=65.5×103J/s Δtm = Q/K0S=65.5×103/（230×6）=47.5℃
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Δtm =（Δt1- Δt2）/lnΔt1/Δt2=[（90- t2）-（50-18）]/ln[（90- t2）/（50-18）] 试差得t2=22.7℃
假定无热阻损失即冷水吸收热量和正丁醇放出热量相等 Q =WcCpc（t1-t2） ，Cpc=4.183kJ/（kg?℃） 65.5×103=4.183×103Wc（22.7-18） Wc=3.33kg/s ∴V=12m3/h
14.在逆流换热器中，用冷油冷却热油。油的比热容均为1.68kJ/（kg?℃），热油的流量为3000kg/h，从100℃冷却到25℃。冷油从20℃加热到40℃。已知总传热系数K0。随热油温度T变化如下：
热油温度T，℃ 100 80 60 40 30 25 总传热系数K0 ，W/（m2?℃） 355 350 340 310 230 160 试求换热器的传热面积。
解：热油：100℃→25℃ 冷油：40℃→20℃
分批计算：热流体从100℃→80℃。80℃→60℃，60℃→40℃，40℃→30℃，30℃→25℃
时的传热量Q1，Q2，Q3，Q4，Q5及传热面积S1 S2 S3 S4 S5
总传热面积
S= S1 +S2 +S3 + S4+ S5
冷流体的流量：由WhCphΔT=WcCpcΔt得Wc=11250kg/h 从100℃→80℃的传热面积
3000×1.68×20=11250×1.68×（40-t1）→t1=34.6℃ ∵Δt1/Δt2=60/45.3 < 2 ∴Δtm1=(Δt1+Δt2)=52.6℃ Q1=3000/3600×1.68×103×20=28×103 取K01=（355+350）=352.5 W/（m2?℃） S1 = Q1/ K01Δtm1=28×103/（352.5×52.6）=1.508 同理得 S2=2.1358 S3=3.8216 S4=4.3351 S5=5.279 ∴S=17m2
15.在一逆流套管中，冷，热流体进行热交换。两流体的进出口温度分别为t1=20℃，t2=85℃，T1=100℃，T2=70℃。当冷流体的流量增加一倍时，试求两流体的出口温度和传热量的变化情况。假设两种情况下总传热系数可视为相同，换热器热损失可忽略。
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