管国峰版化工原理课后习题答案第五章(3)

若t1?1380C解得b2?0.250m

经核算t2?814.40C?9400C以题意应选择b2为0.250m

23）为保证原油管道的输送，在管外设置蒸汽夹。对一段管路来说，设原油的给热系数为420 W/(m·℃)，水蒸气冷凝给热系数为104 W/(m·℃)。管子规格为φ35×2mm钢管。试分别计算Ki和K0，并计算各项热阻占总热阻的分率。

解:dm?0.035?0.031/Ln(35/31)?0.033m1/K0?1/104?0.002?0.035/(45?0.033)?0.035/420?0.031?0.002835l/[w/(m2?0C)]K0?398.3W/(m2?0C)1/Ki?1/?i?bdi/?dm?di/?0d0?31/(35?104)?0.002?31/(45?33)?1/420?0.002511l/[w/(m2?0C)]Ki?398.3W/(m2?0C)计入污垢热阻Re0?0.8598?10?4d0Rei/di?1.7197?10?4?35/31?1.94?10?4污垢热阻占：(0.8598?1.94)?10?4/[0.002835?(0.8595?1.94)?10?4]?8.900原油侧热阻占：0.035/(420?0.031)/0.002835?94.800蒸汽侧热组占：1/10000/0.002835?3.500管壁导热热阻占：0.002?0.035/(45?0.033)/0.002835?1.700

24）某列管换热器，用饱和水蒸汽加热某溶液，溶液在管内呈湍流。已知蒸汽冷凝给热系数为104 W/(m·℃)，单管程溶液给热系数为400W/(m·℃)，管壁导热及污垢热阻忽略不计，试求传热系数。若把单管程改为双管程，其它条件不变，此时总传热系数又为多少？

解：1）单管程1/K0?1/?i?1/?0?1/104?1/400?0.0026l/[w(m2??C)]K0?384.6w(m2??C)2)改为双管层管内流速提高一倍，则：1/K0?1/(20.8??i)?1/?0?1/104?1/(400?20.8)K0?651.1w/(m2??C)

25）一列管换热器，管子规格为φ25×2.5mm，管内流体的对流给热系数为100 W/(m·℃)，管外流体的对流给热系数为2000 W/(m·℃)，已知两流体均为湍流流动，管内外两侧污垢热阻均为0.0018 m·℃/W。试求：①传热系数K及各部分热阻的分配；②若管内流体流量提高一倍，传热系数有何变化？③若管外流体流量提高一倍，传热系数有何变化？

解：①Ri = R0 = 0.00118m2?℃/W 钢管? = 45W/(m?℃)

d?di0.025?0.020dm?0??0.022d025lnln20di m

bd0d11???0?Ri?R0K0?0?dm?idi10.0025?0.0250.025????2?0.00118200045?0.022100?0.02

2

= 0.01542 1/(W/m℃) K0 = 64.84 W/(m2?℃) 热阻分配：

R0?Ri2?0.00118??0153.?15.3.01542K0污垢： 11?0?2000?3.24.01542K0管外： 0.025?idi100?0.02??811%.10.01542K0管内：

0.0025?0.025bd0?dm?45?0.022?0.41.01542K0管壁：

???0.8②Wi?2Wi ， ui?2ui ， ?i?2?i

bd0d11???0?Ri?R0??0?dm?K?di0i∴

10.0025?0.0250.025???0.8?2?0.00118200045?0.0222?100?0.02

2

= 0.01010 m℃/W ?K0?98.99 W/( m2℃) ??0.8W?2W??2?0 000③ ，

bd0d11???0?Ri?R0???dm?idi?0∴K0

10.0025?0.0250.025?0.8???2?0.0011845?0.022100?0.02 2?2000 2

= 0.01521 m℃/W ?K0?6574. W/( m2℃)

d0