化工原理习题课VIP

1、1.某固体壁厚b=500mm,其导热系数)。已知壁的一侧流体温度230C,其对流传热系数a=50W/(m.);另一侧流体温度t=30,对流传热系数m2).若忽略污垢热阻，试求：（1）热通量q; （2）距热壁面mm处的壁温t。解： （1）热通量q =)/W q= (2) 壁温 q= =230-378(=2132、某燃烧炉的平壁由下列三种砖依次砌成；耐火砖 b1=230mm， l1=1.05 W/(m·)绝热砖 b2=230mm， l2=0.151W/(m·)建筑砖 b3=240mm， l3=0.93W/(m·) 已知耐火砖内侧温度为1000，耐火砖与绝热砖界面处的温

2、度为940，要求绝热砖与建筑砖界面处的温度不得超过138，试求：（1） 绝热层需几块绝热砖； （2） 普通砖外侧温度为多少？解：（1）b2=?230mm<b2=442mm<230×2mm则：绝热层需两块绝热砖。校核t2=?（2）t4=?3.一立式换热器规格如下：管长3m，管数30根，管径为 mm，管程为1。现拟选用此换热器冷凝、冷却 饱和蒸气，使之从饱和温度46 降至10 ， 走管外，其流量W=0.07kg/s，其冷凝潜热为356kJ/kg，比热容为1.05kW/(kg) 。水走管内，且与呈逆流流动。冷却水进出口温度为5 和30 。已知冷凝和冷却段基于换热管外表面的总传热

3、系数分别为() 和()。问此换热器是否合用？解：（1）以管子外表面为基准计算已有换热器的传热面积： （1） 求所需的传热面积 冷凝段与冷却段的传热量水CS2冷凝段 K1两段的平均温差总传热量：冷却水用量K2冷却段 冷却水离开冷却段的温度水CS2 冷凝段的平均温差 冷却段的平均温差 所需传热面积冷凝段 冷却段 A>，即已有传热面积大于所需传热面积，所以此换热器合用。4.有一套管式换热器，内管为 的钢管，内管中有质量流量为3000kg/h的热水，从90冷却到60。环隙中冷却水从20升到50。总传热系数 。试求：(1)冷却水用量；(2)并流流动时的平均温度差及所需传热面积；(3)逆流流动时的平

4、均温度差及所需传热面积5.重油和原由在单程套换热器中呈并流流动，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 ）=76 WhCph =WcCpc（t2-t1）=29WcCpc=K0S0tm tm =（t1- t2）/ln（t1/t2）=43 改为逆流后：热流体（重油）：T1=2

5、43 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，tm，29/（t2，-128）=76/（243- T2，） T2，=578.45-2.62 t2， -（1）tm，=（243- t2，）-（T2，-128）/ln（243- t2，）/（T2，-128） -（2）又 Q/Q*= tm / tm，=29/（t2，-128） -（3） 由（1）（2）（3）解得 t2，=161.41 T2，=155.443 tm，=49.56.用传热面积=的蛇管

6、加热器加热容器中的某油品，拟将油温从升至。已知加热器的总传热系数，油品质量，比热容。容器外表面散热面积 ,空气温度,空气与器壁的对流传热系数，加热蒸汽的压强为， 时蒸气的饱和温度。试求：（1） 所需加热时间；（2） 油品能否升至。解：油品从升至所需时间查表得， 时蒸气的饱和温度蛇管加热器的传热速率 式中 t 任一瞬间油品温度， 油品的吸热速率 器壁的散热速率 由热平衡关系 故 将已知条件代入 整理 积分 (2) 油品可能升至的最高温度令加热器的传热量与器壁的散热量相等即 代入数据 解之 t=86.9<90由计算结果知：油品从20升至80需2.17h。油温最高升至86.9，不能达到907.

7、 在一内管为f25´2.5mm的套管式换热器中，CO2气体在管程流动，对流传热系数为40 W/(m2×)。壳程中冷却水的对流传热系数为3000W/(m2×)。试求：（1）总传热系数；（2）若管内CO2气体的对流传热系数增大一倍，总传热系数增加多少；（3）若管外水的对流传热系数增大一倍，总传热系数增加多少；（以外表面积计）解：查得碳钢的导热系数取管内CO2侧污垢热阻Rs2=0.53´10-3 (m2×K/W)管外水侧热阻 Rs1=0.21´10-3 (m2×K/W)(1)总传热系数（以外表面积计）（2）管内CO2气体的对流传热系数增大一