21 第五章 传热过程计算与换热器5_3.pptx

第1页：习题课第五章传热过程计算与换热器

习题课第五章传热过程计算与换热器

习题课第五章传热过程计算与换热器

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第2页：习题课：无相变的冷、热流体在套管

习题课：无相变的冷、热流体在套管

• 习题课--------操作型分析例3：无相变的冷、热流体在套管式换热器中进行换热，今若热流体的质量流量增大，而其它操作参数不变，试定性分析K、Q、t
• T
• Δtm的变化趋势。

第3页：习题课：无相变的冷、热流体在套管（续）

习题课：无相变的冷、热流体在套管（续）

m1↑α2不变

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第4页：第五章传热过程计算与换热器

第五章传热过程计算与换热器

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第5页：第五章传热过程计算与换热器（续）

第五章传热过程计算与换热器（续）

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第6页：逆流并流

逆流并流

逆流并流

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第7页：逆流并流（续）

逆流并流（续）

m1↑α2不变

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第8页：快速分析

快速分析

快速分析：

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第9页：1无相变的冷

1无相变的冷

• 练习1无相变的冷、热流体在套管式换热器中进行换热，今若冷流体的进口温度t1下降，而其它操作参数不变，试定性分析K、Q、t
• T
• Δtm的变化趋势。

第10页：第五章传热过程计算与换热器

第五章传热过程计算与换热器

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第11页：第五章传热过程计算与换热器（续）

第五章传热过程计算与换热器（续）

练习2：在一列管式换热器中用饱和水蒸汽预热某有机溶液（无相变），蒸汽走壳程，今若蒸汽压力变大，而其它操作参数不变，试定性分析K、Q、t2、Δtm的变化趋势。

第12页：3：无相变的冷

3：无相变的冷

• 练习3：无相变的冷、热流体在列管式换热器中进行换热，今若将单管程变成双管程，而其它操作参数不变，试定性分析K、Q、T
• t
• Δtm的变化趋势。

第13页：4：无相变的冷

4：无相变的冷

• 练习4：无相变的冷、热流体在列管式换热器中进行换热，因长期使用，部分管子内壁集结大量污垢而无法正常传热，现将这些管子堵死，而其它操作参数不变，试定性分析K、Q、T
• t
• Δtm的变化趋势。

第14页：习题课

习题课

习题课----换热器的组合操作计算【例4】如图所示，两个完全相同的单管程列管式换热器，内各有180根φ19×1.5mm的管子，每根长3米，管内走流量为2000kg/h的冷流体，与热流体分别进行单程逆、并流换热，其进口温度为30℃。

已知(m2Cp2)/(m1Cp1)=0.5（下标2代表冷流体，下标1代表热流体）。

冷流体的Cp2=1.05kJ/(kg·℃)，μ2=2×10-2cP，λ2=0.0289W/(m·℃)，热流体的进口温度为T1=150℃，热流体侧、管壁及垢层的热阻可忽略。

试求热流体的出口温度T2。

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第15页：对第一个换热器

对第一个换热器

对第一个换热器（逆流），有：解(一):LMTD法180根φ19×1.5mm，长3米，(m2Cp2)/(m1Cp1)=0.5Cp2=1050J/(kg·℃)，μ2=2×10-2cP，λ2=0.0289W/(m·℃)，热流体侧、管壁及垢层的热阻可忽略。

第16页：对第一个换热器（续）

对第一个换热器（续）

对第一个换热器，有：解(一):LMTD法注意：不必试差！180根φ19×1.5mm，长3米，(mCp)2/(mCp)1=0.5Cp2=1.05kJ/(kg·℃)，μ2=2×10-2cP，λ2=0.0289W/(m·℃)，热流体侧、管壁及垢层的热阻可忽略。

第17页：对第一个换热器

对第一个换热器

180根φ19×1.5mm，长3米，(mCp)2/(mCp)1=0.5Cp2=1.05kJ/(kg·℃)，μ2=2×10-2cP，λ2=0.0289W/(m·℃)，热流体侧、管壁及垢层的热阻可忽略。

将A2=Nπd内L＝180π×0.016×3=27.130m2(m2Cp2)/ (m1Cp1)= 0.5m2Cp2=2000×1050/3600=583.33W/(℃)t1=30℃,T1=150℃代入得：（1）

第18页：对第一个换热器（续）

对第一个换热器（续）

• 180根φ19×1.5mm，长3米，(mCp)2/(mCp)1=0.5Cp2=1.05kJ/(kg·℃)，μ2=2×10-2cP，λ2=0.0289W/(m·℃)，热流体侧、管壁及垢层的热阻可忽略。
• 又
• 联立求解式1、2得：

第19页：对第二个换热器

对第二个换热器

对第二个换热器（并流），有：解(一):LMTD法180根φ19×1.5mm，长3米，(mCp)2/(mCp)1=0.5Cp2=1050J/(kg·℃)，μ2=2×10-2cP，λ2=0.0289W/(m·℃)，热流体侧、管壁及垢层的热阻可忽略。

A2=Nπd内L＝180π×0.016×3=27.130m2

第20页：对第二个换热器（续）

对第二个换热器（续）

• 180根φ19×1.5mm，长3米，(mCp)2/(mCp)1=0.5Cp2=1.05kJ/(kg·℃)，μ2=2×10-2cP，λ2=0.0289W/(m·℃)，热流体侧、管壁及垢层的热阻可忽略。将已知条件代入得：
• 又
• 联立求解式1、2得：

第21页：习题课

习题课

习题课

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第22页：习题课（续）

习题课（续）

解(二)ε-NTU法换热器1180根φ19×1.5mm，长3米，(mCp)2/(mCp)1=0.5Cp2=1.05kJ/(kg·℃)，μ2=2×10-2cP，λ2=0.0289W/(m·℃)，热流体侧、管壁及垢层的热阻可忽略。

m2Cp2=2000×1050/3600=583.33W/(℃)A2=Nπd内L＝180π×0.016×3=27.130m2

第23页：习题课

习题课

180根φ19×1.5mm，长3米，(mCp)2/(mCp)1=0.5Cp2=1.05kJ/(kg·℃)，μ2=2×10-2cP，λ2=0.0289W/(m·℃)，热流体侧、管壁及垢层的热阻可忽略。

对照：LMTD法换热器2：并流，同学们自解