两台换热器应如何安排才能把气体冷却到更低的温度？

问答题某工厂有一台列管式换热器，每小时将一定量的气体从80℃冷到60℃，冷却水温度由20℃升到30℃，气体在管内流过，冷却水在管外与气体成逆流。经核算，该换热器的传热系数）（K=40w/m²*℃，现生产需要气体出口温度更低，有人提出将一结构及大小与已用一台完全一样的换热器并联使用，气体量与原一台时相同，只是分成相等的两股送入，冷却水进出每个换热器的温度仍与原来的一样。试计算：（设：气体处理量与冷却水进出口温度都不变，忽略管壁与冷却水热阻，气体温度改变引起的物性改变也忽略不计。）两台换热器应如何安排才能把气体冷却到更低的温度？

参考答案：

由上述数据可得

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1.问答题某工厂有一台列管式换热器，每小时将一定量的气体从80℃冷到60℃，冷却水温度由20℃升到30℃，气体在管内流过，冷却水在管外与气体成逆流。经核算，该换热器的传热系数）（K=40w/m²*℃，现生产需要气体出口温度更低，有人提出将一结构及大小与已用一台完全一样的换热器并联使用，气体量与原一台时相同，只是分成相等的两股送入，冷却水进出每个换热器的温度仍与原来的一样。试计算：（设：气体处理量与冷却水进出口温度都不变，忽略管壁与冷却水热阻，气体温度改变引起的物性改变也忽略不计。）此时气体的出口温度为多少？

参考答案：

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。

参考答案：

3.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？

参考答案：求u′/u=2，t₂′=？
已知t_w=35...

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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：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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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：管内壁温度T_W及管外壁温度T_i

参考答案：

6.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：

7.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：

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：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

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：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：

10.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：