水平管G=954301.9GP=659×105→b=1/4,A=0.54 垂直管G,=611×100G,P=4.2×100→b=1/3,A=0.135 a=A(G P)/L a=309×10-2×0.54×(66140066)4/0.05=951v/(m°C) a=3.09×102×0.35×(423×100)3/2=726(m°C) Q=aal(t-tn)=9.51×130×005×2×r=3882w Q=aml(t-l)=7.26×130×0.05×2×x=2964 2)若管子水平放置 Q25Q50=a2M/as0△ =[(GP)24/d25](GP)4/d50 =( dold2)d25ld50)314 =1.189 15)油罐中装有水平蒸汽管以加热管内重油,重油温度为20℃,蒸汽管外 壁温为120℃,在定性温度下重油物性数据如下:密度为900kg/m3,比热1.88 ×10°J/(kg·℃),导热系数为0.175W/(m·℃),运动粘度为2×10m/s,体积 膨胀系数为3×10-41/℃,管外径为68mm,试计算蒸汽对重油的传热速度W/m2 解Gn=BgL 3×10-4×981×0.0683×100(2×10-6)2=2313×107 P=Cp/A=1.88×103×900×2×10-6/0.175=1934 GP=4474×10°∴A=0.135B=1/3 a=MGP)°/L=2657/m°C) Q/S=aMt=2657×(120-20)=26570/m2 16)有一双程列管换热器,煤油走壳程,其温度由230℃降至120℃,流量 为25000kg/h,内有φ25×2.5m的钢管70根,每根管长6m,管中心距为32mm 正方形排列。用圆缺型挡板(切去高度为直径的25%),试求煤油的给热系数 已知定性温度下煤油的物性数据为:比热为2.6×10J/(kg·℃),密度为710 kg/m3,粘度为3.2×10Pas,导热系数为0.131W/(m℃)。挡板间距h=240mm 壳体内径D=480
Q dL t t w Q dL t t w w m C w m C A G P L G G P A G G P b A w w b r r r r r r r r ( ) 7.26 130 0.05 2 296.4 ( ) 9.51 130 0.05 2 388.2 3.09 10 0.135 (4.23 10 ) / 2 7.26 /( ) 3.09 10 0.54 (661400.66 / 0.05 9.51 /( ) ( ) / 6.11 10 4.22 10 b 1/ 3, 0.135 954301.9 6.59 10 1/ 4 0.54 ' ' ' 2 1 0 1/ 3 0 2 1/ 4 0 ' 1 0 ' 1 0 5 = − = = = − = = = = = = = = = = = = = = = − − ） 垂直管 水平管 ， 1.189 ( / ) ( / )( / ) [( ) / ]/[( ) / ] / / 2) 1/ 4 50 25 3 / 4 50 25 25 50 50 1/ 4 25 50 1/ 4 25 25 50 25 50 = = = = = d d d d d d G P d G P d Q Q t t r r r r 若管子水平放置 15）油罐中装有水平蒸汽管以加热管内重油，重油温度为 20℃，蒸汽管外 壁温为 120℃，在定性温度下重油物性数据如下：密度为 900kg/m3，比热 1.88 ×103 J/(kg·℃)，导热系数为 0.175W/(m·℃)，运动粘度为 2×10 -6 m 2 /s，体积 膨胀系数为 3×10-4 l/℃，管外径为 68mm，试计算蒸汽对重油的传热速度 W/m2。 2 0 8 3 6 4 3 6 2 7 3 2 / 265.7 (120 20) 26570 / ( ) / 265.7 /( ) 4.474 10 0.135 1/ 3 / 1.88 10 900 2 10 / 0.175 19.34 3 10 9.81 0.068 100 /(2 10 ) 2.313 10 / Q S t w m A G P L w m C G P A B P C G gL t v b r r r r r P r = = − = = = = = = = = = = = = − − − 解 16）有一双程列管换热器，煤油走壳程，其温度由 230℃降至 120℃，流量 为 25000kg/h，内有φ25×2.5mm 的钢管 70 根，每根管长 6m，管中心距为 32mm， 正方形排列。用圆缺型挡板（切去高度为直径的 25%），试求煤油的给热系数。 已知定性温度下煤油的物性数据为：比热为 2.6×103 J/(kg·℃)，密度为 710 kg/m3，粘度为 3.2×10-4 Pa·s，导热系数为 0.131 W/(m·℃)。挡板间距 ， 壳体内径
解A=hD(1-d/t)=0.24×0.48(1-25/32)=0.0252m2 u=V/A=0.0388m/s d=4(12-ml2/4)/ml=0.027m R2=d2up/4=2325 P=CpH/=6.35o=0.9 a=0.36R035P13×0.95/d =036×0.131×232505×6.353×0.95/0.027 2183/(m0C) 17)饱和温度为100℃的水蒸汽在长为2.5m,外径为38m的竖直圆管外冷 凝。管外壁温度为92℃。试求每小时蒸汽冷凝量。又若将管子水平放置每小时 蒸汽冷凝量又为多少 解:t1=100C时r=2258k/kg 定性温度t=96°C 水的物性:2=06816Wm:°C)p=961.6kg/m =0.2969×10-Pa·s 假定为滞流 a=113×[gp22r/L△) 113×[9.81×961162×0.68163×2258/25×0.2969×8]4 6496.17W/(mC) Q=aS(t1-t)=6496.17x×0038×2.5×8 1551032 W=Q/r=0.006869kg/s=2473kg/h 核算流型M=WAm)=0.006869/0.0387=00575kg/ms R2=4M/4=77467<1800符合假设) 管子水平放置:a=a×0.725×(L/d)023/1.3 11870W(m°C) Q=aS(t4-1n)=118707×0.038×2.5×8 28340.94 W=001255kg/s=45.8kg/h 核算流型R=1.827R=1415.5<180(符合假设) 18)由φ25×2.5mm、225根长2米的管子按正方形直列组成的换热器,用 1.5×10門a的饱和蒸汽加热某液体,换热器水平放置。管外壁温度为88℃,试 求蒸汽冷凝量
218.3 /( ) 0.36 0.131 2325 6.35 0.95/ 0.027 0.36 0.95/ / 6.35 0.95 / 2325 4( / 4)/ 0.027 / 0.0388 / (1 / ) 0.24 0.48(1 25 / 32) 0.0252 0 0.5 5 1/ 3 0.5 5 1/ 3 2 2 2 0 w m C R P d P C R d u d t d d m u V A m s A hD d t m e r e r P e e e s = = = = = = = = = − = = = = − = − = 解 17）饱和温度为 100℃的水蒸汽在长为 2.5m，外径为 38mm 的竖直圆管外冷 凝。管外壁温度为 92℃。试求每小时蒸汽冷凝量。又若将管子水平放置每小时 蒸汽冷凝量又为多少。 : t s 100 C r 2258kJ / k g 0 解 = 时 = 核算流型 符合假设） 管子水平放置： 符合假设） 核算流型 假定为滞流 水的物性： 定性温度 ’ 1.827 1415.5 1800( 0.01255 / 45.18 / 28340.94 ( ) 11870 0.038 2.5 8 11870 /( ) 0.725 ( / ) /1.13 4 / 774.67 1800( /( ) 0.006869 / 0.038 0.0575 / / 0.006869 / 24.73 / 15510.32 ( ) 6496.17 0.038 2.5 8 6496.17 /( ) 1.13 [9.81 961.16 0.6816 2258/ 2.5 0.2969 8] 1.13 [ /( )] 0.2969 10 0.6816 /( ) 961.16 / 96 ' ' ' 0 0.2 5 0 2 3 1/ 4 2 3 1/ 4 3 0 3 0 = = = = = = − = = = = = = = = = = = = = − = = = = = = = = − e e s w e s w R R W k g s k g h w Q S t t W m C L d R M M W d k g m s W Q r k g s k g h w Q S t t W m C g r L t Pa s W m C k g m t C 18）由φ25×2.5mm、225 根长 2 米的管子按正方形直列组成的换热器，用 1.5×105 Pa 的饱和蒸汽加热某液体，换热器水平放置。管外壁温度为 88℃，试 求蒸汽冷凝量