化工原理计算试题

离心泵的计算1 计算题 j01b10029如以下图, 水通过倾斜变径管段A-B, D =100mm,D(完整)化工原理计算试题=240mm，水流量为 2m3/min,在截面 A 与 B 处接一 U 形水银压差计，AB其读数 R=20mm，A、B 两点间的垂直距离为 h=0。3m 试求:1 试求 A、B 两点的压差等于多少 Pa?(2)A、B 管段阻力损失为多 少 mmHg ？ (3 假设 管 路 水 平 放 置 , 而 流 量 不 变 ， U 形 水 银 压 差 计 读 数 及 A 、 B 两 点 压 差 有 何 变 化 ？计算题 j01b10029 题分:20(1 u =(2/60/A/4)(0。102=4.244 m/s，u =4。244(1/2。4)2=0.7368 m/sBp / u 2/2= ghp / u 2/2 hAABBf p / (ghp / =( )gR/ABip p =( )gR ghABi=13.6 1)1039.810。020+1039.810。3(2=5415 Pah =(p / ghp / ) u 2/2u 2/2fABAB=( )gR/ u 2/2u 2/2iAB=13.61)9。810。0204。2442/2(0。7368)2/2=11。2 J/kg即p =h =10311。2=11。2103 Paf换成 mmHg:fH = p /ffg)= 11.2103/13.61039.81Hg=0。0839 mHg=83.9 mmHg(3 p / u 2/2=p / u 2/2 hAABBfu 、u 、 h 均不变,故 ( )gR/ 之值不变ABfi即 R不变, R”=R=20 mm水平放置时 pAp = (13.6B1 1039。81 0.020 =2472Pa 比倾斜放置时的压差值小.2 计算题 j02b20237 (20 分如以下图的输水系统,输水量为 36m3/h,输水管均为802mm 的钢管,水泵吸入管路的阻力损失为 0.2m 水柱,压出管路的阻力损失为 0。5m 水柱，压出管路上压力表的读数为 2.5Kgf/cm2。试求：(1 水泵的升扬高度；(2) 假设水泵的效率=70,水泵的轴功率(KW；(3) 水泵吸入管路上真空表的读数mmHg 柱)。注:当地大气压为 750mmHg 柱。0.24.8U=36/3600/0。7850.0762)2.2 m/s(1) 在 22 与 33 截面列 B.eq.5 分Z +p/g+U 2/2g+He =Z +P /g+U 2/2g+Hf22U =U23不计 Hf333232-3(完整)化工原理计算试题He =Z -Z +(P +P )/g3232=0。2 + 2.5+0。525)/(1039。81)9.81104=30。5mH O 柱2在 11 与 44 列 B.eq.He =Z+Hf1-4+Hf1434 Z=He Hf1-4+Hf14=30.5(0。2+0.5)=29。8m3-4升扬高度为 29.8m2) Pa =Heq g/=30。50.011039。81/0。7=4。27 KW3 分v(3 在 11 与 22 列 B。eq，得5 分0=Z +P)/g+U 2/2g+Hf221-P=Z gU 2/2-Hfg221=4.81039.8+2。2 /2103+0.21039。81=515102N/M2=515102/0。981105735.6=386mmHg 表)P =真空度吸入管路上真空表读数为 386mmHg 柱=0.525at23j01c20233用离心泵将原油从油库沿管内径为0。15m、长2公里包括局部阻力的当量长度)的水平管送往炼油厂。输油量为40m3/h。 油泵的总效率为0。65,求泵的轴功率。某天,该油泵突然发生故障,于是开动一台备用泵，其压头仅为原来泵的 80%，问此 泵能输送原油多少m3/h.输送条件下, 原油的密度为890kg/m3， 粘度为0.4Pa s.设油库和炼油贮罐均为常压。答案：该题条件下,油泵所耗功率完全用于抑制管路阻力。A=(/40。15)2=0。0177m2u=40/36000.0177=0。63m/sRe=du/=0。150.63890/0。4=210(层流=64/Re=64/210=0。304 H =(l/d)(u2/2g)=0.304(2023/0。15)0。632/29.81=82.1mfWs=40890/3600=9.9kg/sN=82.19。819.9/(10000。65)=12。3kwH=0。8H =65。7mP =65.79。81890=5。736105N/mff对于层流P =32lu/dfu=P d /(32l=5。7361050。15/ (3220230.4)=0.504m/sfV=36000.5040。0177=32.1m3/h4j01a150616如图，离心泵将敞口槽中的碱液打入吸取塔，泵吸入管路为 1084mm，长 2m 的钢管。泵压出管路为763mm,长 30m 的钢管， 压出管路上装有标准阀一只，闸阀一只， 90弯 头 4 只.在压出管路上还装有孔板流量计，孔板孔径为 40mm， 孔流系数 C=0.62，水银差压计读数 R=456mm。吸取塔喷咀处压力为 0.5kgf/cm2(表压)，碱液密度=1100kg/m3,泵的效率=0.6,直管阻力系数=0。02(吸入、压出管道取近似一样值，弯头=0。75，标准阀=6,闸阀=0。17,孔板=8，试求泵所需Pa55空气水1 13 3功率.4 42 2j01a150616=/4)0。0420。622g0.456(136001100)/11000.5=0.00785m3/su =0.00785/40.12=1m/s u =1(0。1/0。07)2=2。04m/s10hf =(0。022/0.1+0.5)12/2g+(0.0230/0.07+40。75+6+0.17+8)2。042/2g=5.51mHe=5。51+20-1.5+0。5104/1100+2。042/2g=28。77m N=28.770.007851100/(1020.6)=4.084kw5。j02b100556用泵将贮槽中的石油送至高位槽中，两槽液面恒定不变，且其液面差为。管子规格为， 管路总长为包括局部阻力的当量长度内。要求流量为3/h 。石油密度为Kg/m3，粘度为N。S/m2。试计算：1由于阻力引起的压降；2)泵的有效功率；3)整理并写出管路特性曲线方程注明式中变量的单位 答案：1 22136000。7852m/se 0。0801。16920/0.5层流e 0.3740。374200/0.0892022 5.795N/m2f 5.85920629。9 J/Kg2)e 1000f 9.8115+629.9=777 J/Kg3)e 21920777(360010004。17 KW在层流范围内LZ+f/g=Z+64/(du/1/d)(1/2gQ /(0。785d )2)22=15+1。104104QQ为m3/s6 j02b15064 6 欲用离心泵在两敞口容器间输液,该水泵铭牌标有：流量3/h，扬程15m，轴功率.Kw, 效率，配用KW电机，转数r/min。今欲在以下状况 使用是否可以？如不行时承受什么措施才能满足要求要用计算结果说明)输送比重为的溶液,流量为3/h，扬程. ()输送比重为的油类，流量为3/h，扬程。)输送比重为的清液，流量为3/h,扬程。 答案： 电动机功率不够38/3600151800/1020。8KW换大电机 扬程不够 2 )2 增加转分.检查功率： 3 )3 KW换一电机功率为KW，转分。可以使用。通过关小出口阀调整至工作点。7j01c202318如以以下图所示的输水系统, 用泵将水池中的水输送到敞口高位槽, 管3.5mm，泵的进、出管道上分别安装有真空表和压力表，真空表安装位 为 4.8m，压力表安装位置离贮水池的水面高度为 5m.当输水量为 36m3/h力损失为 1.96J/kg,出水管道的全部阻力损失为 4.9J/kg,压力表的读效率为 70%,试求：两液面的高度差 H 为多少 m？泵所需的实际功率为多少 K ？W真空表的读数多少 kgf/cm2？道直径均为83置离贮水池的水面高度时，进水管道的全部阻数为 2。5kgf/cm2，泵的解：取截面 00, 11， 2-2, 3-3 如图， 在截面 22 和 33 间列柏努利方程以 2-2 为基准面(目的求 H )H g+(p /322(完整)化工原理计算试题+u 2/2)=H g +p /+u 2/2)+hf2333231at=9.807104N/m2=1kg/cm2u=Q/A=(36/3600/4)0。0762=2。21m/s2.59.807104/103+2.212/2)=H 9。81+4.93245.2+2。44=9.81H3+4。9H3=242.74/9.81=24.74mH=H +5=24。74+5=29。74m3在 0-0 和 33 间列柏努利方程以 0-0 为基准面(求 WeH g+p /+(u 2/2+We=H g +(p /)+u 2/2+hf0003330-3We=H g +hf3=29。749。81+(1。96+4.9=298。62J/kg0-3Ms=Vs=(36/3600)103=10kJ/sNe=MsWe= 10298。62WN 实=Ne/=2986。2/0。70=4267W=4.267kW在 CC 和 H 间列柏氏方程以 00 为基准面H g +(p /+u 2/2=H g+(p /)+(u 2/2+hf0001110-1(pap /=4。89。81+(2.212/2)+1。96=51.49m2/s21=51.49103/(9。807104at=0.525kgf/cm28j02b20236用一离心泵将 20的水，由池中送至高位槽 C。其流程如图 a 所示.泵的排出口压力表 B 读数为 2。5at表压，排出段管总长为 180m(包括局部阻力的当量长度，系统的摩擦系数可取 0。024.其它数据如图 a 所示。试求:1系统输送的流量 m3/h；(2假设系统所用泵为 3B33 型离心泵， 其特性曲线如图 b 所示。试求泵的工作点及抑制系统阻力所耗的轴功率；3)假设泵的吸入底阀 A 略微堵塞，则系统的流量、泵的扬程及出口压力表读数有何变化？假设严峻堵塞有何现象发生？ 试用图说明。j02b20236解：1) q =？m3/h5 分v在 BB 及 C-C 面上列柏努利方程U 2/2g + P /g + Z U 2/2g +0+Zc +HfU =0BBBCB-CCHf =(l/d)U 2/2g(l/d1U 2/2g=2518=7。0BBU 2/2g =7/l/d1)=7/0.024180/0。11=0。166B U =1。8m/sBq =(/4d2U =(/40。121.8=0。01417m 3/s=51.0m 3/hvB2) 工作点:由 qv查图 b 得工作点 P51,31)10 分 H=31。0m=70Pf =？ 在 00 及 CC 列方程:0+H=Z +HfHf=HZC0-C0CCHf =31-18+0.5+1.5)=11。0Pf =115110009.81/(36000。7103=2.18 KW3) 略5 分9j01b15183如以下图，槽内水位维持不变.槽底部与内径为 100mm 钢管相连,管路上装有一个闸阀，阀前离管路入口端 15m 处安有一个指示液为汞的形压差计，测压点与管路出口端之间距离为 20m。(完整)化工原理计算试题(1) 当闸阀关闭时测得=600mm，=1500mm；当闸阀局部开启时，测得=400mm，=1400mm，管路摩擦系数取 0.02,入口处局部阻力系数取 0。5，问每小时从管中流出水量为多少 m3。(2)当阀全开时取闸阀全开 Le/d=15，=0.018，测压点处的静压强为假设干 N/m2表压)。j01b15183解：(1当闸阀全关时，依据静力学关系:(Z +hg=R gAHg得水槽液位高度：Z =R /h=0。613.61.5=6。66mAHg(2 闸阀局部开启时列 AA 与 BB 截面伯努利方程式Z =u 2/2g+P /g+hA BBfABP /g=(R h/=0。41。36104-1。41000)/1000=4.04mB HgZ -P /g=u 2/2g+(L/d)+u 2/2g=1+(L/d+u 2/2gABBBB6。66-4.04=(1+0.0215/0。1+0.5)u 2/2g=4.5u 2/2gBBBu = 2.62 2 9.81/4.5 =3。38 m/sV=(/4)d2u3600=0。7850。123.383600=95.5 m3/h3)当闸阀全开时,列 AA 与 C-C 截面伯努利方程:Z =u 2/2g+h =(1+L+Le/d+u 2/2gAcfACc6。66=1+0.018(35/0。1+15+0。5u 2/2gc解得 u =4.02m/sc由 A-A 与 B-B 截面间伯努利方程式得:Z =u 2/2g+P /g+hA BBfAB=P /g+1+(L/d+u 2/2gBBP /g=Z -1+L/d)+)u 2/2gB AB=6。66-1+0.01815/0.1+0.5)4.02 2/(29。81=3.20 mP =3.2010009。81=3。14104N/m2B10. 三计算题15 分 j01b20235某液体密度 800kg/m3，粘度73cP，在连接两容器间的光滑管中流淌，管径300mm,总长为 50m(包括局部当量长度)，两容器液面差为 3.2m(如图示)。求： 管内流量为多少？ 假设在连接收口装一阀门,调整此阀的开度使流量减为原来的一半，阀的局部阻力系数是多少？按该管折算的当量长度又是多少？ 层流：=64/Re;湍流：=0.3164/Re0。25j01b20235在 1-1 面和 22 面之间,列柏式以 2-2 面为基准面:u u 0gz =hf11212=l/du2/2设流体流淌符合柏拉修斯公式:=0.3164/Re0。25Re=du/ gz =(0。3164/Re0。25)l/d(u2/2=0.3164/(/ 0。25(l/d1.25)u1。75/2u1。75=2gz /0.3164/( 11/ 0。25l/d1.25=29。813。2/0.3164/800/0.073 0.25(50/0。31。25)=9.01542(完整)化工原理计算试题u=3。513m/s验证：Re=0.33。513800/0。073=115503000，假设正确V=Su=/4)d2u=/40.323。5133600=893.95m3/hr)流量减半,即是流速减半 u=3。513/2=1.7565m/sRe=5775 符合柏拉斯式条件列 11 面至 2-2 之间的柏式：gz =0。3164/Re0.25(l/d)+(u2/21=2gz /u2(0.3164/Re0。25)l/d)1=29。813.2/1。75652-(0。3164/57750.25(50/0.3=14。3又(u2/2=le /d)u2/2)=0.3164/Re0。25)le /d)(u2/2)=(0.3164/Re0。25le /dle =(d/0.3164)Re0。25=0.314.3/0.3164)57750。25=118。2(m传热过程计算1 j04c2023614有一套管换热器，由内管为 542，套管为1164的钢管组成。内管中苯自被加热至，流量为kg/h.环隙中为at(绝的饱和水蒸汽冷凝。蒸汽冷凝传热系数为10000W/m2.。：苯在之间的物性数据平均值为： kg/m ，P1.86.86kJ/kg. W/m。,cP管内侧污垢热阻 0.0004m2。/W1管壁及管外侧污垢热阻不计. 蒸汽温度与压强关系如下表所示压强at绝1.02。03。0 温度99.1120133试求：A)管壁对苯的对流传热系数； B)套管的有效长度；C)假设加热蒸汽压力降为at绝，问苯出口温度有何变化？应为多少？解: 1Re=d 。G/=0。054000/3600/40。052)/0。3910-3)1=7.2586104r =P/=1。8630.393/0.134= 5。4 =0.023/e 0.8(r 0.41=(0.0230。134/0。05(7。258640。85。40。4=936.4 W/m2 .4000/36001。863(80-50)=6。24 W 1/936.4 +1/10000+0.0004 637。8 W/m2。11 =12050)-1208012050)/(120-80)=53.6m )6.24/(637.853。6)= 1。814m211m1内1。814/0。05=11。55 m不变，不变，变为99。1，苯的流量及比热均不变。设出口温度为 ，在条件下,传热速率方程变为2Q=GCp(t -t =KAt21m4000/36001。863 (2 50=637.81.814(99.1-50-(99。1- (99.150/99.1 )22解得 99.150)/(99。1- )=0。559822、j04b202391 20 分) = 712用一传热面积为3m2由252.5mm的管子组成的单程列管式换热器， 用初温为 10 的水将机油由200 冷却至100 ,(完整)化工原理计算试题水走管内， 油走管间。 水和机油的质量流量分 别为1000kg/h和1200kg/h, 其比热分别为4。18kJ/kg。K 和2.0kJ/kg.K; 水侧和油侧的对流传热系数分别为2023W/m2。K 和250W/m2.K, 两流体呈逆流流淌, 无视管壁和污垢热阻。A)计算说明该换热器是否合用？B夏天当水的初温到达30， 而油的流量及冷却程度 不变时， 该换热器是否合用？ 如何解决？ 假设传热系数不变2. (20分j04b2023910解：1 Q =12002200100=240000KJ/h1Q =Q , t =t +Q /(m Cp =10+24000/10004.18)=67。42121122tm=123。6-90)/ln(123。6/90=1101/K =1/ +d / d )=1/250+25/(202320K =216.2W/m2K111221A =Q /Ktm)=240000103/(216。23600110)=2。8m23m2故适用112 t =30时1t =30+240000/10004。18=87.42tm=112.6-70/ln112.6/70)=89.6A =240000103/360089.6216。2)=3。45m23m21解决方法是调大水量, 使t ， tm， 并使， K2不适用3j04c202388在逆流操作的列管换热器中，把氢氧化钠溶液从 70冷却到 35，氢氧化钠走管内 ,流量为 kg/s,比热为3770J/kg。K，氢氧化钠对管壁的对流传热系数为930W/m2.k现用的水作为冷却剂,水走管外，流量为kg/s，比 热为J/kg.K，管壁对水的传热系数为1000W/m2。K,(管壁热阻及垢阻略计,无视热损失可近似按平壁处理) 试求:A) 冷却剂出口温度及所需传热面积;B操作中假设氢氧化钠及水的初始温度不变，而两流体的流量都增大一倍，则流量增大后的冷、热流体的出口温度变为 多大？假设两流体均为湍流，其物理性质不变， 传热温度差可取用算术平均值。解： 1 P1 (1 2 =1。113770(70-35)=146464。5 W无视热损失，则 2 P2 2 -1 ) 即146464.5=1.674180(t2 15)解得 2 =36 1 /2 m 为薄壁园筒，按平壁近似计算1 2 /1 +2 =9301000/930+1000)=481。9 W/m2.K m 146464.5/481.927)=11.3 m2)无视热损失，吸放1 P1 1 2 )2 P2 2 1 ) 21。113770(702 )=21.6741802 -15得 2 =95 - 1。672 传热速率方程式： Tm 1 P1 70- 2 )其中： 930 + (1000)838 W/m2.K m2m (70-2 )+2-15)(55+22/2 代入原公式:83811。3(55+2 2 )/2 = 21。113770702 )得: 2.772 - 68.7 =2 联立方程与得：2 =37.3 上升了 2 =34。6 冷却水温度下降)4j04b151096的正丁醇，在逆流换热器中被冷却到，换热器的换热面积为2，传热系数K=230W/m2,正丁醇的流量为1930Kg/h。冷却介质为18水，热损失可以无视。 求： A)冷却水出口温度；B冷却水消耗量. 正丁醇pKJ/Kg。水pKJ/Kg。解：h P h (1- 1930/3600)2。983(90-5026。394w m 6.394(2306)46.3m (1- )+ -221)(90-22+50-18) 2c P (2 1冷却水消耗量 c P c (2- )16.39104/4。18100029.4181.34kg/s=4。8103Kg/ht =9029。4=60.61t =5018=322t /t =60.6/32=1。89212故平均温度差承受算术均是可以承受的。5。 j04c20239在某列管式换热器中,将确定量的空气加热。空气在管内作湍流流淌,饱和水蒸汽在管外冷凝。今因生产任务加大一倍,除 用原换热器外，尚需加一台换热器.假设使旧两台换热器并联使用，且使二台换热器在空气流量、进、出口温度及饱和蒸汽温度都一样的条件下操作.原换热器列管数为 ,管内径为 ,管长为 ，而换热器管数为1112( ，管内径为 ).21221试问换热器管长 为原换热器管长 的几倍。21解: 原换热器: = 12P (22 ) =1m 1换热器：1= P22 -21 = m 2 12m 1m 2e0.8(1/1)0。8/0。2e = 11/ 22 2 2即：1/4 21 12/4 2 22 (21(/4) 2 112/4 22)11)0.81/2)0 。2 0.81 0.210。8()0.2即 ， L 2221 L111/2L = 211L /2 11 /2)2 L 116. 04c2023212某厂在由根，长的钢管构成的单壳程单管程列管换热器内 , 用 132.9的饱和水蒸汽在管间冷凝，将管内作湍流流淌的常压乙烯气体加热。乙烯气体流量为kg/s，进口温度为，在操作条件下的密度 为kg/m3，比热为1.84kJ/kg。，对流传热系数为53W/m2,饱和水蒸汽冷凝传热膜系数为8000W/m,可无视管壁及垢层热 阻.A确定乙烯气体出换热器时的温度；B) 假设乙烯气体通过换热器的压降要求不超过kgf/cm2，通过换热器的总长度(包括局部阻力当量长度为 ，摩擦系数，试确定该换热器最多能允许通过多少kg/s的乙烯气体？C当乙烯气体流量增加到最大允许量，且要求进出口温度保持不变时,假设锅炉能供给当换热器的水蒸汽最高压力为kgf/cm2表压)即，问此蒸汽能否满足传热要求？04c2023212解： P 2m- =0.6P 2 201 ii1770.0213 =35.012 m2 i0 i121/(1/53+1/8000)=52。65 W/m2。则 0。61.841032-20=52.6535.014(2-20(132.9-20/132.9 2112.9/(132。9-2)=1。668112.9/(132.9-2=5.304704.89 5。3042=112.92=111。61) 0。01 kgf/cm=0.019.8044=9.8072Pa2/20。045.5/0。0212/2 19.8072=0.045。5/0。021 /22 13.683 m/s/4 1770。785213.683i0。8389 Kg/sP -21 =0。83890.444.187(111.61220)=141586。85 J/s=141。59 KJ/s =53(0.8389/0.60 .8=69。3 W/m2。11/69.3 + 1/800068.705 W/m2。mm =111。612-20)142。9-20)/142.9-111。612)=66.96 68.70535.03266。96=161167.2 J/s=161.167KJ/s因高于需要的141。59KJ/s ，故能满足要求。7. j04c2023612有一套管换热器,内管为，外管为的钢管.现用120的饱和水蒸汽加热苯， 将苯由 加热至,苯在内管中以kg/h流量流淌，试求:A) 加热蒸汽消耗量； B所需套管的有效长度;C由于某种缘由，加热蒸汽的温度降为，苯的出口温度将变为多少 ?(假设苯不变)在范围内，苯的物性为： kJ/kg.，Pa.s，W/m。，kg/m3，钢的P导热系数为W/m.，时水蒸汽冷凝潜热kJ/kg， 蒸汽侧对流传热系数汽W/m。， 壁两侧垢层热阻及换热器热损失均可无视， 加热蒸汽冷凝液在饱和温度下排出。j04c2023612解： 传热量 C 40001.86(80-50)P蒸汽消耗量 h 40001.868050)/2205 =101.2 Kg/h4000/3600880/40。052= 0。643 m/s e = 0。050.643880/(3。94)= 72500e0。8= 0。8= 7731.6r = P1。8633.9-4/0。145 = 5r0.4= 1。9苯= 0。023 / ) e0。8 r0.41汽= 10000W/m2。)= 0.0230.145/0。057731。61.9=980W/m.o = 1/汽 + (b/) (o /m) + o /苯i 1/10000 + 0。00254/4552) + 54/(98050)802W/m2.)m = (12050)+12080)55 CPm o 40001.86100030/802550.0543600 = 8。29 m 设苯出口温度为则 m 110-50)+(110-t)85 0。5t 40001.86t-50)1000/3600= o m 40001.86(t-501000/3600= 8020.0548.29(85-0.5t) 2067t103300= 95800- 563。6t t = 75。7或 m (11050-(110t(11050/110-t)t-5060/110t)40001.86t50)1000/3600= 8020.0548。29t5060/(110-t)60/(110t=0.546， 解得 t =75.2 8. j04c202398在某套管式换热器中，每小时将 1200kg， 比热为2.2kJ/kg.的甲流体从120冷却到 70, 热流体向管壁的对流传热系数 o=260W/m2。乙流体在内管与甲流体呈逆流流淌, 由20被加热到50,平均温度下其粘度为0.72103Pa。s,比热为4。18kJ/kg.。内管尺寸为573。5mm,管壁向乙流体的对流传热系数1=880W/m2,内管两端的压强降p。由于任务 需要,欲将内管两端压强降调至3p,并要求维持原来的冷却任务，问原换热器是否适用?乙流体进口温度仍为20, 无视热损失及管壁,垢层的热阻。压强降转变后认为两流体的物性常数及摩擦系数均没有变化. j04c202398解： 传热速率方程为 Q=K A tmoo其中 Q=1200/3600)2。210312070)=36700 Wtm=12050-70-20)/ln120-50)/70-20)=59.4Ko=1/1/ +d /d )=1/1/260+57/(50880=195W/m2oo11Ao=36700/19559.4)=3。2m2热损失可无视，故热平衡方程为：Ao为换热器所具有的传热面积。m Cp t t =Q=367001121 m =36700/4.18103(5020)=0。2926kg/s=1053kg/h1Re=d。G/=0。051053/3600/40.052)/0。72103=10350104i u0。8 p= u2/2dpu2或 u2 pl因此 u2/u2=(p/pi/i =(u/u0。8=(p/p0.50.8=30.50。8i=30。50。8i=30.50。8880=1366W/m2。 K =1/1/260+57/(501366)=214W/m2。o热平衡方程p转变后： mCp t -t =m Cp (T -T )22211121p转变前: mCp (t t )=m CpT T )1)2221121 m Cp (t -t )= m Cp (t t )(222212221m /m =u/u=p/p)0。5=30.522以上关系代入式(2: 30。5mCp (t -t )= m Cp t t )2221222130.5(t -20)=5020t =37。322tm=120-37.370-20/ln(120-37。3)/7020=65A =36700/214/65=2.64 m23。2 m2o即 p加大后所需的传热面积小于换热器具有的传热面积，故当p加大后换热器能完成传热任务。9。 04b202394在一传热面为 30m2的列管式换热器中,用 120的饱和蒸汽冷凝将气体从30加 热到80,气体走管内，流量为 5000m3/h, 密度为1kg/m3(均按入口状态计比热为kJ/kg。K，估算此换热器的传热系数。假设气量削减了，估算在加热蒸汽压力和气体入口温度不变的条件下,气体出口温度变为多少？解： 求依据 m 计算m 120-30)-(120-80)(12030)/120-80)61。750001/360011000(8030)6。944J/s 6.9443061.737.5W/m2.K估算气体出口温度2：估算气体出口温度变化不大，可以假设气体诸物性不变/1/250001000t 30)/(5000100050KAtm/K A61.72m 12030(120-t )(12030/(120-t )22(t -30)90/(120t )22由于空气的对流传热系数i 比蒸汽冷凝的传热膜系数小很多，传热系数接近i ii0。574(t 30/250)0。574t 3061。790/120 )2解得： 210. 04b1021332284。5某列管换热器，用水蒸汽将物料由加热至，传热系数 2。经半年运转后，由于污垢的影响，在一样操作条件下物料出口温度仅为 ,现欲使物料出口温度仍维持，问加热蒸汽温度应取何值? 04b102133解：原: Cp m )22m半年后：2Cp m(2m()得：()m(m ) 2 保持原生产力气,即 m mmm m(2080(-20-8061.17 ()( 11. 在换热器中用水冷却醋酸，传热面积为2，两流体逆流流淌.冷却水流量为4Kg/h,进口温度为, 醋酸的进口温度为 .换热器刚清洗之后，冷却水的出口温度为，醋酸的出口温度为。运转一段时间之后,在冷热两流体的进口温度和流量均不变的状况下，换热器的换热量只到达原来的。求此时换热器传热面两侧的污垢热阻之和的近似值.水的比热为J/Kg.K，设两种流体的物性变化不大。解:因求两侧垢阻的近似值,故可按平壁计算:s 2 P2 (3.3 /3600417445-20 =9.56 Wm m (11045-(40-20ln(11045)/(4020= 38.2 ” 0.9 s 2 P2 ” = 0。9 s 2 P1 = 0。9 =0。9(45-20 = 22。5 2 =1 +” =20+ 22。5 = 42.5” = 0.9 0.9110-40 = 63 2 = 110- 63 = 47m = (47-20-(110-42。5ln(4720/110-42.5) = 44。2” m ” s ” m ” m m 0.9 m =50/9。56 )44。2/0。9 - 38.2 =5。7m .K/W