求管子出口处的平均水温。

问答题

已知：10℃的水以1.6m/s的流速流入内径为28mm、外径为31mm、长为1.5m的管子，管子外的均匀加热功率为42.05W，通过外壁绝热层的散热损失为2%，管材的λ=18W/（m.k）.

求管子出口处的平均水温。

10℃水的物性为：
设出口水平均温度为15℃，20℃

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1.问答题 已知：一台100MW的发电机采用氢气冷却，氢气初始温度为27℃，离开发电机时为88℃，氢气为c_p=14.24kJ/（kg.k），η=0.087×10^-4kg/（m.s）。发电机效率为98.5%。氢气出发电机后进入一正方形截面的管道。
求：若要在管道中维持，其截面积应为多大？

参考答案：发电机中的发热量为Q=(1-η)×100×10⁶=0.015×100×10⁶

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2.问答题用一悬筐式单效蒸发器将10％的氢氧化钠溶液浓缩至20％，处理量为lOt／h，原料液的比热为3.77kJ／kg·K，进料温度为333K，加热室内溶液的密度为1176kg／m³，平均高度为1.2m，蒸发器内的操作压强为41．37kPa，加热蒸汽压强为206．85kPa，热损失为63700kJ／h，假设加热器的总传热系数为2000w／m² K，试求加热蒸汽消耗量和蒸发器所需的传热面积。

参考答案：

3.问答题在单效蒸发器中将2000kg/h的某种水溶液从10％浓缩至25％。原料液的比热容为3.77kJ/（kg·℃），操作条件下溶液的沸点为80℃。加热蒸气绝对压强为200kPa，冷凝水在加热蒸气的饱和温度下排除。蒸发室的绝对压强为40kPa。忽略浓缩热及蒸发器的热损失。当原料液进入蒸发器的温度分别为30℃和80℃时，通过计算比较它们的经济性。

参考答案：

4.问答题浓度为18.32%的NaOH水溶液在50kPa下沸腾，试求溶液沸点升高的数值。

参考答案：

5.问答题今欲用一单效蒸发器将浓度为68%的硝酸氨水溶液浓缩至90%，每小时的处理量为10t。已知加热蒸汽的压强为689.5kPa，蒸发室内的压强为20.68 kPa，假设溶液的沸点为334K，沸点进料，蒸发器的传热系数为1200W/m²·K，热损失以5%考虑，试求蒸发器所需要的传热面积。

参考答案：

6.问答题设溶液的沸点为337.2K，加热蒸汽的压强为0.2MPa，原料液的比热为3.7kJ/kg.K。设备的热损失按热负荷的5%计算，试分别计算原料液温度为293K、337.2K和367.2K时的加热蒸汽消耗量和单位蒸汽消耗量。

参考答案：

7.问答题今欲用一单效蒸发器将浓度为11.6%的NaOH溶液浓缩至18.3%（皆为质量分率），已知每小时的处理量为10t，求所需要蒸发的水分量。

参考答案：

8.问答题某工厂用120.2℃的饱和水蒸气将常压空气由20℃加热至90℃，空气流量为50000m³/h。今仓库有一台单程列管换热器，内有Φ38mm×2.5mm的钢管151根，管长3m。若管程空气和壳程水蒸气的对流传热系数分别为65W/m²·℃和10000W/m²·℃，两侧污垢热阻及管壁热阻可忽略不计，试核算该换热器是否满足要求？

参考答案：

9.问答题某有保温层的容器，外表温度为70℃，若环境温度为15℃，试计算其单位面积的散热量。

参考答案：

10.问答题今对一新型换热器进行性能试验，从现场测得：热流体进口温度为336K，出口温度为323K，比热为4.2kJ/kg·K，流量为5.28kg/s。冷流体的进口温度为292K，出口温度为323K。冷、热流体按逆流方式流动，换热器的传热面积为4.2m²，试计算该换热器的传热系数。若冷流体的比热为2.8 kJ/kg·K，问冷流体的流量为多少？

参考答案：