热质交换原理与设备课件.ppt

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1、题目：传热学课本nP305,8P305,8nP305,11P305,11nP286,15P286,15nP286,22P286,22nP287,25P287,25P305,8n相对湿度为40、温度为25、压力为1.0132105Pa的空气，以4m/s的流速进入内径为8cm的竖直管，管内壁有25的薄层水不断淌下，试计算为使空气达到饱和所需的管长。 P305,80.830.440.830.440.023Re0.023 206050.62 70.95ShSc可得3/23/220002980.22 ()0.25/273PTDDcmsP T622015.53 10/ ,0.22/ms Dcms64 0.

2、08Re20605 3500015.53 10ud6415.53 100.620.60.25 10ScDDh解:先求，25的空气物性查得P305,840.25 1070.950.222/0.08DDhShm sd23,253289/3289 180.0239/8314 289WWPN mCkg m再求浓度时水壁面的水蒸气饱和压强则此时水蒸气的质量浓度2131,3289 40%1315.6/,1315.6 18 0.00956/8314 298PN mCkg m由已知 入口处水蒸气的分压力则对应的 入口处水蒸气的质量浓度:P305,832,0.0239/,:WCCkg ml要使出口处空气达到饱和

3、 则出口处的水蒸气质量浓度要求所需管长 则根据1221()()2DWCCmhdlCCC空气体积质量20.009560.02390.222 (0.0239)(0.02390.00956)24dlu则7.2lm解得P305,11 空气流入内径为25mm、长1m的湿壁管时的参数为：压力1.0132105Pa、温度为25、含湿量3g/kg(a)。空气流量为20kg/h。由于湿壁管外表面的散热，湿表面水温为20，试计算空气在管子出口处的含湿量是多少。 P305,112520:22.52mt解查得空气物性,6233/2215.53 10/ ,1.185/295.50.220.248/273mskg mDc

4、ms3220/36000.00469/1.1850.004699.55/4VmsVum sAd空气的体积流量 空气的速度P305,116649.55 0.025Re153733500015.53 1015.53 10 0.6260.60.248 10udScD0.830.440.830.440.023Re0.023 153730.626 55.25ShSc40.248 1055.250.554/0.025DDhShm sd,(202338)PaS水面定于饱和状态 故水蒸气质量浓度为时水蒸气PP305,1132338 180.0173/8314 293WCkg m211351/:/3 1028.

5、9 1.013 1048818wH OwaaawPRdPRPPa管入口处 由得31488 180.00354/8314 298Ckg m2,C设管子出口处水蒸气质量浓度为则P305,111221()()2DWCChdlCV CC220.003540.55 0.025 1 (0.0173)0.00469(0.00354)2CC 320.0122/Ckg m解得250.0122 8314 2981679.2181679.2 62210.3 /( )1.013 10PPadg kg a换热器热工计算的基本公式(1)mQKA t传热方程式1 1112 222(2)( )( )QGc ttG c tt热

6、平衡方程式P286,15n冷却器内工作液从77冷却到47,工作液质量流量为1kg/s,比热容c=1758J/(kg.k),冷却水入口为13 ,质量流量0.63kg/s,求解在传热系数k=310W/(m2.K)不变的条件下采用下列不同流动方式时所需传热面积(采用NTU法或LMTD法计算,均可任选)?(1)逆流(2)一壳程两管程(3)交叉流(壳侧混合,管侧为冷却水)P286,152:(1),4200 /CJ kg解逆流 取水的定压比热1111( )1 1758 (7747)52740QM C ttw 2222527401332.930.63 4200QttM C12121212( )( )(773

7、2.93)(47 13)38.827732.93lnln47 13mttttttttt2527404.38310 38.83mQAmK tP286,15(2)一壳程两管程112277471.1638.82 13ttRtt热流体温降冷流体温升221238.82 130.477 13ttPtt10 14,0.9 34.94tmtmtt 逆查图2527404.87310 34.94mQAmK tP286,15(3)交叉流1.16,0.4,10-14,0.82 31.83tmRPt以查图2527405.34310 31.83mQAmK tP286,22 一逆流套管换热器，其中油从100冷却到60。水从

8、20加热到50，传热量为2.5104W，传热系数350W/(m2.K)，油的比热容为2.131kJ/(kg.k)。求换热面积？如使用后产生污垢，垢阻为0.004m.K/W，流体入口温度不变，问此时换热器的传热量和两流体出口温度各为多少？P286,22解：(1)使用前面积(10050)(6020)44.810050ln6020mt422.5 101.6350 44.8mQAmK t(2)K产生污垢后的传热系数211145.83 /110.0040.004350Kw mKP286,2212tt(3)求产生污垢后的传热量Q 及出口温度，？1122 - tttt由于41min1142max222.5

9、10 625 - 100602.5 10 833.33 - 5020QCCttQCCttminminmax145.83 1.66250.3730.75625833.33rCK ANTUCCC，P286,221 exp(1)1 exp 0.373(1 0.75)1exp(1)1 0.75exp 0.373(1 0.75)rrrNTUCCNTUC0.28解得maxmin12max( )625 (10020)50000QQCttwQ又由，其中4max0.28 500001.4 10QQw1114111 ( )1.4 1010077.6625QC ttQttC又P286,222224222 ( )1.

10、4 102036.8833.33QC ttQttCP287,25 质量流量为50000kg/h，入口温度为300的水，通过双壳程、四管程的换热器，能将另一侧质流量为10000kg/h的冷水从35加热到120。设此时传热系数为1500W/(m2.k)，但在运行2年后，冷水只能被加热到95，而其他条件未变，试问产生污垢热阻为多少？P287,25111,fRRRKKK解：原热阻运行两年后总热阻11,fmmQQRKKKKA tA t污垢热阻，又mmmmttKQQKKKQtQt2222()(35 120)77.54.193/()22fptttCKJkg查表得22221000()4.193 (12035)

11、9900143.6pQM CttwP287,25111(300 150)150225 ,4.6475/2ffpttCKJ kg设， 查表11111990014 3.6300300 153.4146.65 4647.5ffppQttM CC与假设误差不大，可以认为取值正确(300 120)(146.635)143.1300 120ln146.635mt逆设壳侧为热流体，管侧为冷流体P287,2522111222120350.321.830035ttttPRtttt300-146.6，120-3510-16 ()0.880.88 143.1126tmtmtt逆近似查图， 以单壳程代替双壳程，教材缺

12、图2(3595)654.183/2ftCKJ kg运行两年后，查表222210000()4.183 (9535)6971663.6pffQM Cttw111(300 190)1902454.8/2ffPttCKJ kg设，查表精品课件精品课件！精品课件精品课件！P287,252211122295350.2261.74330035ttttPRtttt300-195.4，95-35(30095)(195.435)181.830095ln195.435mt逆0.970.97 181.8176.3mtt查图得：，26971661261500754.9/990014176.3mmtQKKw mQt42110.0013260.0006676.59 10/fRmwKK