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問(wèn)答題流量為2000kg/h的某氣體在列管式換熱器的管程流過(guò)，溫度由150℃降至80℃；殼程冷卻用水，進(jìn)口溫度為15℃，出口溫度為65℃，與氣體作逆流流動(dòng)，兩者均處于湍流。已知?dú)怏w側(cè)的對(duì)流傳熱膜系數(shù)遠(yuǎn)小于冷卻水側(cè)的對(duì)流傳熱膜系數(shù)，管壁熱阻、污垢熱阻和熱損失均可忽略不計(jì)，氣體平均比熱為1.02kJ/kg·℃，水的比熱為4.17kJ/kg·℃，不計(jì)溫度變化對(duì)比熱的影響，試求：如冷卻水進(jìn)口溫度上升為20℃，仍用原設(shè)備達(dá)到相同的氣體冷卻程度，此時(shí)對(duì)數(shù)平均溫差為多少？此時(shí)的出口水溫將為多少？此時(shí)的冷卻水用量為多少？

參考答案：

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1.問(wèn)答題有一換熱器，管內(nèi)通90℃的熱流體，膜系數(shù)α1為1100w/m²*℃，管外有某種液體沸騰，沸點(diǎn)為50℃，膜系數(shù)α2為5800w/m²*℃。試求以下兩種情況下的壁溫：管壁清潔無(wú)垢和外側(cè)有污垢產(chǎn)生；污垢熱阻為0.005m²*℃/w。

參考答案：忽略管壁熱阻，并假設(shè)壁溫為T_w
當(dāng)壁很薄時(shí)，根據(jù)壁兩側(cè)的對(duì)流傳熱方程式可得：
...

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2.問(wèn)答題有一蒸汽加熱器，熱方：為飽和蒸汽冷凝，T=100℃；冷方：為生垢液體升溫，t1=20℃，t2=60℃。在操作中，若要求改為維持該加熱器的熱負(fù)荷不變。問(wèn)：隨著污垢的增加，調(diào)節(jié)飽和蒸汽的溫度和生垢液體的流量，是否都能達(dá)到要求？簡(jiǎn)述理由（定性分析）。注：冷方流型為湍流、面積基準(zhǔn)和物性變化可不考慮以及清洗后的垢阻為零。

參考答案：在操作中，調(diào)節(jié)生垢液體流量，企圖減少垢層厚度來(lái)增加換熱量，是不能滿足的，因?yàn)樯敢后w以為湍流，再增加流量時(shí)，所增加的換熱...

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3.問(wèn)答題有一蒸汽加熱器，熱方：為飽和蒸汽冷凝，T=100℃；冷方：為生垢液體升溫，t1=20℃，t2=60℃。在測(cè)試中，維持以上溫度條件不變，發(fā)現(xiàn)蒸汽凝液流量，在清洗前后之比為1：2。問(wèn)：A：那些是控制熱阻？管程宜走那一方流體？簡(jiǎn)述理由；B：清洗前，污垢熱阻約為該時(shí)總熱阻的多少分?jǐn)?shù)？

參考答案：A.
垢層是主要控制熱阻，其次是垢層對(duì)液體的給熱過(guò)程，因傳熱過(guò)程的傳熱量取決于熱阻大的一方。管程宜走生垢液體，...

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4.問(wèn)答題在一單程逆流列管換熱器中用水冷卻空氣，兩流體的進(jìn)口溫度分別為20℃和110℃。在換熱器使用的初期，冷卻水及空氣的出口溫度分別為45℃和40℃，使用一年后，由于污垢熱阻的影響，在冷熱流體的流量和進(jìn)口溫度不變的情況下，冷卻水出口溫度降至38℃，試求：冷卻水流量加大后，換熱器的傳熱速率有何變化？變?yōu)槎嗌伲?/a>

參考答案：

5.問(wèn)答題在一單程逆流列管換熱器中用水冷卻空氣，兩流體的進(jìn)口溫度分別為20℃和110℃。在換熱器使用的初期，冷卻水及空氣的出口溫度分別為45℃和40℃，使用一年后，由于污垢熱阻的影響，在冷熱流體的流量和進(jìn)口溫度不變的情況下，冷卻水出口溫度降至38℃，試求：若使冷卻水加大一倍，空氣流量及兩流體進(jìn)口溫度不變，冷熱流體的出口溫度各為多少？（α_水>>α_空氣）

參考答案：

冷熱流體的出口溫度t₂″及T₂″