现有一逆流冷却器，用冷水冷却油，使油温从420K降到370K，水进口温度为2...

问答题现有一逆流冷却器，用冷水冷却油，使油温从420K降到370K，水进口温度为285K，出口温度为310K。设油和水的流率、进口温度保持不变，将冷却器长度增加一倍（其它尺寸不变），求油及水的出口温度。

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1.问答题水以一定流速在直管中作湍流流动，若管壁温度不变为350K，水的进出口温度分别为290K及295K，若水的流速增加一倍，则水的出口温度变为多大？

2.问答题一废热锅炉，由φ25×2锅炉钢管组成，管外为水沸腾，温度为227℃，管内走合成转化气，温度由575℃下降到472℃。已知转化气一侧α_i=300W/m²·K，水侧α_o=10000W/m²·K，钢的导热系数为45W/m·K，若忽略污垢热阻，试求：试以计算结果说明为什么废热锅炉中转化气温度高达500℃左右仍可使用钢管做换热管。

参考答案：由计算结果可知，钢管的内外壁温度接近水侧沸腾的温度，即接近于热阻小的一侧流体的温度。尽管废热锅炉中转化气温度高达500℃...

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3.问答题一废热锅炉，由φ25×2锅炉钢管组成，管外为水沸腾，温度为227℃，管内走合成转化气，温度由575℃下降到472℃。已知转化气一侧α_i=300W/m²·K，水侧α_o=10000W/m²·K，钢的导热系数为45W/m·K，若忽略污垢热阻，试求：管内壁温度T_W及管外壁温度T_i

参考答案：

4.问答题一废热锅炉，由φ25×2锅炉钢管组成，管外为水沸腾，温度为227℃，管内走合成转化气，温度由575℃下降到472℃。已知转化气一侧α_i=300W/m²·K，水侧α_o=10000W/m²·K，钢的导热系数为45W/m·K，若忽略污垢热阻，试求：单位面积上的热负荷q（W/m²）

参考答案：

5.问答题一废热锅炉，由φ25×2锅炉钢管组成，管外为水沸腾，温度为227℃，管内走合成转化气，温度由575℃下降到472℃。已知转化气一侧α_i=300W/m²·K，水侧α_o=10000W/m²·K，钢的导热系数为45W/m·K，若忽略污垢热阻，试求：以内壁面为基准的总传热系数K_i

参考答案：

6.问答题在套管换热器中用120℃的饱和蒸汽于环隙间冷凝以加热管内湍流的苯。苯的流量为4000kg/h，比热容为1.9kJ/（kg·℃），温度从30℃升至60℃。蒸汽冷凝传热系数为1×10⁴W/（m²·℃），换热管内侧污垢热阻为4×10^－4m²·℃/W，忽略管壁热阻、换热管外侧污垢热阻及热损失。换热管为φ54×2mm的钢管，有效长度为12m。试求：若想维持苯的出口温度仍为60℃应采取哪些措施？作出定量计算。

参考答案：

将管子加长，由得

7.问答题在套管换热器中用120℃的饱和蒸汽于环隙间冷凝以加热管内湍流的苯。苯的流量为4000kg/h，比热容为1.9kJ/（kg·℃），温度从30℃升至60℃。蒸汽冷凝传热系数为1×10⁴W/（m²·℃），换热管内侧污垢热阻为4×10^－4m²·℃/W，忽略管壁热阻、换热管外侧污垢热阻及热损失。换热管为φ54×2mm的钢管，有效长度为12m。试求：当苯的流量增加50%、但其他条件维持不变时，苯的出口温度为若干？

参考答案：

根据上题数据：

8.问答题在套管换热器中用120℃的饱和蒸汽于环隙间冷凝以加热管内湍流的苯。苯的流量为4000kg/h，比热容为1.9kJ/（kg·℃），温度从30℃升至60℃。蒸汽冷凝传热系数为1×10⁴W/（m²·℃），换热管内侧污垢热阻为4×10^－4m²·℃/W，忽略管壁热阻、换热管外侧污垢热阻及热损失。换热管为φ54×2mm的钢管，有效长度为12m。试求：管内苯的对流传热系数α_i

参考答案：

9.问答题在套管换热器中用120℃的饱和蒸汽于环隙间冷凝以加热管内湍流的苯。苯的流量为4000kg/h，比热容为1.9kJ/（kg·℃），温度从30℃升至60℃。蒸汽冷凝传热系数为1×10⁴W/（m²·℃），换热管内侧污垢热阻为4×10^－4m²·℃/W，忽略管壁热阻、换热管外侧污垢热阻及热损失。换热管为φ54×2mm的钢管，有效长度为12m。试求：饱和蒸汽流量（其冷凝潜热为2204kJ/kg）；

参考答案：

10.问答题流量为2000kg/h的某气体在列管式换热器的管程流过，温度由150℃降至80℃；壳程冷却用水，进口温度为15℃，出口温度为65℃，与气体作逆流流动，两者均处于湍流。已知气体侧的对流传热膜系数远小于冷却水侧的对流传热膜系数，管壁热阻、污垢热阻和热损失均可忽略不计，气体平均比热为1.02kJ/kg·℃，水的比热为4.17kJ/kg·℃，不计温度变化对比热的影响，试求：如冷却水进口温度上升为20℃，仍用原设备达到相同的气体冷却程度，此时对数平均温差为多少？此时的出口水温将为多少？此时的冷却水用量为多少？

参考答案：