将流量为2200kg/h的空气在蒸汽预热器内从20℃加热到80℃。空气在管内...

问答题将流量为2200kg/h的空气在蒸汽预热器内从20℃加热到80℃。空气在管内作湍流流动，116℃的饱和蒸汽在管外冷凝。现因工况变动需将空气的流量增加20%，而空气的进、出口温度不变。问采用什么方法才能完成新的生产任务？请作出定量计算（要求：换热器的根数不作变化）。

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1.问答题 一立式换热器规格如下：管长3m，管数30根，管径为φ25x2.5mm，管程为1。现拟选用此换热器冷凝、冷却CS₂饱和蒸气，使之从饱和温度46℃ 降至10℃，走管外，其流量W=0.07kg/s，其冷凝潜热为356kJ/kg，比热容为1.05kW/（kg℃）。水走管内，且与CS₂呈逆流流动。冷却水进出口温度为5℃和30℃。已知冷凝和冷却段基于换热管外表面的总传热系数分别为K₁=200W/（m²℃）和K₂=100W/（m²℃）。问此换热器是否合用？

参考答案：分析：判断一台换热器是否合用，一般可以采用比较传热速率或传热面积的方法，本例采用后一种方法：分别计算已有换热器面积和所需...

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2.问答题 某固体壁厚b=500mm，其导热系数λ=1.0mW/（m.℃）。已知壁的一侧流体温度T＝23℃，其对流传热系数
a₁=50W/（m.℃）；另一侧流体温度t=30℃，对流传热系数a₂=100W/（m²℃）.若忽略污垢热阻，试求：
（1）热通量q；
（2）距热壁面25mm处的壁温t_x。

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3.问答题某流体通过内径为100mm圆管时的流传热系数为120W/（m².℃），流体流动的雷诺数Re=1.2×10⁵，此时的对流传热系数关联式为Nu=0.023Re^0.8Pr^0.4。今拟改用周长与圆管相同、高与宽之比为1：3的矩形扁管，而保持流速不变，试问对流传热系数有何变化？

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4.问答题在一米长的冷却器内用水并流冷却热油。水的进、出口温度分别为285K及310K，油的进、出口温度分别为420K及370K。若加长冷却器使出口油温下降20K，问冷却器的长度应为多少？设油和水的流量、进口温度及冷却器的其他尺寸保持不变。

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5.问答题在逆流操作的冷凝器中，用15℃的水使绝对压强为11.9个大气压、温度为95℃的过热氨气冷却并冷凝，氨气的流量为200kg/h，液氨在30℃的冷凝温度下排出。若水出口温度为26.6℃，不计热损失，试求冷却水用量及两流体间的平均温度差。已知：该条件下氨气的平均比热为2.77 kJ/（kg﹒K），氨气的冷凝潜热为1144 kJ/kg。

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6.问答题350K的有机物蒸气在Ф19×2的管束外冷凝。管内通水，其流速为0.6m/s，流量为5kg/s，进口温度为290K。若蒸气侧和水侧的传热分系数分别为1.7和3.2 kW/（m²﹒K），每管需冷凝的有机物蒸气量为0.025 kg/s，求水的出口温度及基于管外经所需的管长。（已知有机蒸气的冷凝潜热为330kJ/kg，水的比热为4.18 kJ/（kg﹒K），污垢及管壁热阻可忽略）

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7.问答题换热器由n根长为3m的Ф25×2.5的钢管组成。要求将流量为1.25kg/s的苯从350K冷凝到300K，290K的水在在管内与苯逆流流动。已知水侧和苯侧的传热分系数分别为0.85和1.70kW/（m²﹒K），污垢热阻可忽略。若维持水出口温度不超过320K，试求所需的管数n。取苯的比热为1.9 kJ/（kg﹒K），管壁的导热系数为45W/（m﹒K）。

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8.问答题水以2m/s的速度在直径25mm、长2.5m的管内流过。若管壁温度为320K，水的进、出口温度分别为293K及295K，求传热总系数K。

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9.问答题反映器中有一个冷凝蛇管，内通冷却水。冷却水进、出口温度分别为280K及320K，反应器内液体温度为360K。若将蛇管长度增加一倍，设传热总系数不变，出口水温将为多少？

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10.问答题石油厂常利用渣油废热来加热原油。若渣油初温为300℃，终温为200℃；原油初温为25℃，终温为175℃。试分别计算并流和逆流时的平均温度差，并讨论计算结果。

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