化工原理答案

《化工原理答案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、6.在并流换热器中，用水冷却油。水的进出口温度分别为15℃，40℃，油的进出口温度分别为150℃和100℃。现生产任务要求油的出口温度降至80℃℃，假设油和水的流量，进出口温度及物性不变，若换热器的管长为1m，试求此换热器的管长增至若干米才能满足要求。设换热器的热损失可忽略。解：根据题意列出关系式：热流体（油）：T1=150℃→T2=100℃冷流体（水）：t1=15℃→t2=40℃现在要求：热流体（油）：T1=150℃→T2=80℃冷流体（水）：t1=15℃→t2=？开始：Q=WhCph（T1-T2）=50WhCph=WcCpc（t2

2、-t1）=25WcCpc=K0S0ΔtmΔtm=（Δt1-Δt2）/ln（Δt1/Δt2）=（135-60）/ln（135/60）=92.49改变后：Q，=WhCph（T1-T2）=700WhCph=WcCpc（t2，-t1）=（t2，-15）WcCpc=K0S0，Δtm，∴25/（t2，-15）=50/70∴t2，=50℃Δtm，=（Δt1-Δt2，）/ln（Δt1/Δt2，）=69.81∴Q/Q*=K0SΔtm/K0S，Δtm，=LΔtm/L，Δtm，=50/70∴L，=1.85L=1.85m7.重油和原由在单程套换热器中呈并流流

3、动，粮站油的初温分别为243℃和128℃；终温分别为167℃和157℃。若维持两种油的流量和初温不变，而将两流体改为逆流，试求此时流体的平均温度差及他们的终温。假设在两种流动情况下，流体的无性和总传热系数均不变，换热器的热损失可以忽略。解：由题意得：并流时：热流体（重油）：T1=243℃→T2=167℃冷流体（原油）：t1=128℃→t2=157℃∴Q=WhCph（T1-T2）=76WhCph=WcCpc（t2-t1）=29WcCpc=K0S0ΔtmΔtm=（Δt1-Δt2）/ln（Δt1/Δt2）=43改为逆流后：热流体（重油）：T

4、1=243℃→T2，=？冷流体（原油）：t2，=？←t1=128℃同理：Q，=WhCph（T1-T2，）=（243-T2，）WhCph=WcCpc（t2，-t1）=（t2，-128）WcCpc=K0S0，Δtm，∴29/（t2，-128）=76/（243-T2，）∴T2，=578.45-2.62t2，--------（1）Δtm，=[（243-t2，）-（T2，-128）]/ln[（243-t2，）/（T2，-128）]-------（2）又Q/Q*=Δtm/Δtm，=29/（t2，-128）---------（3）由（1）（2）（3

5、）解得t2，=161.41℃T2，=155.443℃Δtm，=49.5℃8.在下列各种管式换热器中，某溶液在管内流动并由20℃加热到50℃。加热介质在壳方流动，其进出口温度分别为100℃和60℃，试求下面各种情况下的平均温度差。(1)壳方和管方均为单程的换热器。设两流体为逆流流动。(2)壳方和管方分别为单程和四程的换热器。(3)壳方和管方分别为二程和四程的换热器。解：（1）热流体：T1=243℃→T2=60℃冷流体：t2=50℃←t1=128℃Δt1=50℃Δt2=40℃∴Δtm=（Δt1-Δt2）/ln（Δt1/Δt2）=44.8℃

6、（2）壳方和管方分别为单程和四程，则需计算平均温度差校正系数ψΔt，由已知条件计算得ψΔt=0.891∴Δtm，=ψΔtΔtm=0.891×44.8=39.9℃（3）查图得，ψΔt=0.97∴Δtm，=ψΔtΔtm=0.97×44.8=43.5℃9.在逆流换热器中，用初温为20℃的水将1.25kg/s的液体（比热容为1.9kJ/kg•℃，密度为850kg/m），由80℃冷却到30℃。换热器的列管直径为ф252.5mm，水走管方。水侧和液体侧的对流传热系数分别为0.85W/（m2•℃）和1.70W/（m2•℃）。污垢热阻忽略。若水的出口

7、温度不能高于50℃，试求换热器的传热面积。解：热流体：T1=80℃→T2=30℃冷流体：t2=50℃←t1=20℃Δt1=30℃Δt2=100℃∴Δtm=（Δt1-Δt2）/ln（Δt1/Δt2）=18.205℃Q=WhCph（T1-T2）=1.9×10³×1.25×50=118.75W又Q=K0S0Δtm，其中1/K0=d0/αidi+1/α0解得K0=0.486×10³m2•℃/W∴0.486×10³×18.205S0=118.75×10³∴S0=13.4m³10.在列管式换热器中用冷水冷却油。水在直径为ф192mm的列管内流动。

8、已知管内水侧对流传热系数为3490W/（m2•℃），管外油侧对流传热系数为258W/（m2•℃）。换热器用一段时间后，管壁两侧均有污垢形成，水侧污垢热阻为0.00026m2•℃/W，油侧污垢热阻0.000176m2•℃/