换热器计算实例

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1、作业(324)习题课LMTD法：对数平均温差法（逆流时）（并流时）第六章传热习题课解一：LMTD法逆流时：(以外表面为基准)并流时：Q、t2、K与逆流时相同解一：LMTD法(以外表面为基准)结论：在相同条件下，解一：LMTD法逆流时：解二：-NTU法按冷、热流体当中的任一计算均可。以下以热流密度最小的热流体为基准计算。代入式1得：(以外表面为基准)解二：-NTU法前面已求得：解二：-NTU法并流时：代入式2得：习题课【例2】有一台现成的卧式列管冷却器，想把它改作氨冷凝器，让氨蒸汽走管间，其质量流量950kg/h，冷凝温度为4

2、0℃，冷凝传热系数1=7000KW/m2K。冷却水走管内，其进、出口温度分别为32℃和36℃，污垢及管壁热阻取为0.0009m2K/W（以外表面计）。假设管内外流动可近似视为逆流。试校核该换热器传热面积是否够用。列管式换热器基本尺寸如下：换热管规格252.5mm管长l=4m管程数m=4总管数N=272根外壳直径D=700mm附：氨冷凝潜热r=1099kJ/kg34℃下水的物性：解一：LMTD法解一：LMTD法解一：LMTD法解二：-NTU法(略)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

3、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、t2、T2、tm的变化趋势。qm12不变逆流并流qm12不变快速分析：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、t2、T2、tm的变化趋势。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、tm的变化趋势。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

4、作参数不变，试定性分析K、Q、T2、t2、tm的变化趋势。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、T2、t2、tm的变化趋势。T=150℃11.5qm1cp1qm10.5qm1t1=30℃t2t2qm2=2000kg/hT’’2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191.5mm的管子，每根长3米，管内走流量为2000kg/h的冷流体，与

5、热流体分别进行单程逆、并流换热，其进口温度为30℃。已知(qm2Cp2)/(qm1Cp1)=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℃)，2=210-2cP，2=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。对第一个换热器（逆流），有：解(一):LMTD法180根191.5mm，长3米，(qm2Cp2)/(qm1Cp1)=0.5Cp2=1050J/(kg℃)，2=210-2cP，2=0.0289

6、W/(m℃)，热流体侧、管壁及垢层的热阻可忽略。T=150℃11.5qm1cp1qm10.5qm1t1=30℃t2t2qm2=2000kg/hT’’2对第一个换热器，有：解(一):LMTD法注意：不必试差！180根191.5mm，长3米，(mCp)2/(mCp)1=0.5Cp2=1.05kJ/(kg℃)，2=210-2cP，2=0.0289W/(m℃)，热流体侧、管壁及垢层的热阻可忽略。T=150℃11.5qm1cp1qm10.5qm1t1=30℃t2t2qm2=2000kg/hT2180根191.

7、5mm，长3米，(mCp)2/(mCp)1=0.5Cp2=1.05kJ/(kg℃)，2=210-2cP，2=0.0289W/(m℃)，热流体侧、管壁及垢层的热阻可忽略。将A2=Nd内L＝1800.0163=27.130m2(qm2Cp2)/(qm1Cp1)=0.5qm2Cp2=20001050/3600=583.33W/(℃)t1=30℃,T1=150℃代入得：（1）T=150℃11.5qm1cp1qm10.5qm1t1=30℃t2t2qm2=2000kg/hT’’2180根191.5mm，长3米，(

8、mCp)2/(mCp)1=0.5Cp2=1.05kJ/(kg℃)，2=210-2cP，2=0.0289W/(m℃)，热流体侧、管壁及垢层的热阻可忽略。（1）又（2）联立求解式1、2得：T=150℃11.5qm1cp1qm10.5qm1t1