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:
在套管换热器中用水冷却煤油。水的流率为600kg·h-1,入口温度为15℃;煤油的流率为400kg·h-1,入口温度为90℃,两流体并流流动。在操作条件下煤油的比热容取2.19kJ·kg-1·K-1。已知换热器基于外表面积的总传热系数为860W·m-2·K-1,内管直径φ38mm×3mm,长6m的钢管。试求:
(1)油的出口温度
(2)其余条件均不变而使两流体作逆流流动,此时换热管应该为若干米。
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)
用一套管式换热器冷却某流体,流体从换热器的内管中流过,流量为6000kg/h,从80℃降温至40℃,平均比热容为2.0kJ/(kg·K);冷却水从环隙中流过,从10℃升温至30℃。已知换热器内管为57mm×3.5mm的钢管,总传热系数为1500W/(m2·K)。求:(1)Q;(2)冷却水的平均温度;
(3)比较逆流时的平均温度差与并流时的平均温度差。