题目内容
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[主观题]
设计一列管式冷凝器，用冷水冷凝酒精蒸气，生产能力为4000kg·h-1的工业酒精。冷却水进、出口温度分别为20℃和40℃
设计一列管式冷凝器，用冷水冷凝酒精蒸气，生产能力为4000kg·h-1的工业酒精。冷却水进、出口温度分别为20℃和40℃，常压操作。已知酒精蒸气传热膜系数为1700W·m-2·K-1，酒精的汽化潜热为925kJ·kg-1。沸点为78℃。
答案
酒精：cp1=2.8kJ·kg-1·K-1，qm1=4000kg·h-1=1.111kg·s-1
α1=1700W·m-2·K-1，r=925kJ·kg-1
30℃水：cp2=4.174kJ·kg-1·K-1
Φ1=qm1·r=1.111×925×1000=1.027×100(W)
Φ2=qm2cp2(T'2-T'1)
∵Φ1=Φ2
∴
=12.3(kg·s-1)$并流、逆流均可$
ρ=995.7kg·m-3，
λ=0.618W·m-1·K-1，cp=4.174×103J·kg-1·K-1。
选取u=0.41m·s-1
Re＞104
选钢管为Φ25×2.5
=2247(W·m-2·K-1)
K=873.7(W·m-2·K-1)$
A'=1.15A=1.15×25=28.75(m2)
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25mm×2.5mm，管长为3m，管数为37根，今拟采用此换热器冷凝并冷却CS2的饱和蒸气，自饱和温度46℃冷却到10℃。CS2在管外冷凝，其流量：300kg/h，比汽化热为350kJ/kg。冷却水在管内，进口温度为5℃，出口温度为32℃。逆流流动。已知CS2的冷凝和冷却的总传热系数分别为K1=291W/(m2·K)和K2=174W/(m2·K)。试问此换热器是否合用(传热面积A及总传热系数K1、K2均以内表面积计算)？
)的常压空气用绝对力为200kPa的饱和水蒸气加热，空气从10℃加热到90℃。现有一列管式换热器，其规格如下：钢管φ25mn×2.5mm，管长1.6m，管数271根。如用此换热器使空气在管内流动，水蒸气在管外冷凝，试验此换热器面积是否够用？水蒸气冷凝时的对流传热系数可取为10000W/(m2·K)。
