热传导的基本定律是______。间壁换热器中总传热系数K的数值接近于热阻______(大、小)一侧的α值。间壁换热器管壁温度tW接近于α值______(大、小)一侧的流体温度。由多层等厚平壁构成的导热壁面中,所用材料的热导率愈小,则该壁面的热阻愈______(大、小),其两侧的温差愈______(大、小)。
在一套管换热器中,内管中流体的对流传热系数α1=200W/(m2·K),内管外侧流体的对流传热系数α2=350W/(m2·K)。已知两种流体均在湍流条件下进行换热。试回答下列两个问题:
某低粘度流体的流量为10000kg/h,比热容为4.18kJ/(kg·℃),生产上要求将该流体由15℃加热到100℃。现采用的换热器是列管式换热器,其管束由160根管径为φ25mm×2mm的不锈钢管组成。管外的加热热源为110℃的饱和水蒸气,其冷凝对流传热系数为12kW/(m2·℃)。欲完成生产任务,当换热器为单管程时,换热管的长度为4.5m;若将单管程改为双管程,而管子的总数不变,试求:
(1) 换热器的总传热系数;
(2) 所需换热器的长度。
(不考虑管壁及可能的污垢热阻,忽略换热器的热损失,并假设流体在管内均呈湍流流动,两种情况下蒸汽冷凝对流传热系数相同)