管国峰版化工原理课后习题答案第五章(5)

作，两种油的流量、物性数据、初温和传热系数皆与逆流时相同，试问并流时柴油可冷却到多少温度？

解：逆流时：Qh?QcWhCph?T?WcCpc?t则WhCph(150?50)?WcCpc(60?20)?tm?(95?30)ln(95/30)?56.40CQ?KS?tm?KS?1.862WhCph并流时：Qh?QcWhCph?T?WcCpc?t'则WhCph(155?T2')?WcCpc(t2?20)'''?tm?[135?(T2'?t2)]/ln135/(T2'?t2)'Q?KS?tm(1)(2)

'联立方程（1）（2）解得：T2'?64.70Ct2?54.40C即并流时柴油冷却到64.70C34）一套管换热器，冷、热流体的进口温度分别为55℃和115℃。并流操作时，冷、热流体的出口温度分别为75℃和95℃。试问逆流操作时，冷、热流体的出口温度分别为多少？假定流体物性数据与传热系数均为常量。

解：并流时：Qh?QcWhCph?T?WCCpC?t则WhCph（115?95）?WCCpC（75?55）?WhCph?WCCpC?tm?(60?20)/ln60/20?36.410CQ?KS?tm?KS?0.55WhCph'逆流时：WhCph（115?T2'）?WCCpC（t2?55）'?115?T2'?t2?55??t1?T2'?55?t2?115?T2'??t1??t2''??tm?(?t1??t2)/2?30?(T2'?t2)/2'115?T2'?0.55[30?(T2'?t2)/2]'115?T2'?t2?55'解得T2'?93.70Ct2?76.30C

35）一列管换热器，管外用2.0×105Pa的饱和水蒸汽加热空气，使空气温度从20℃加热到80℃，流量为20000kg/h，现因生产任务变化，如空气流量增加50%，进、出口温度仍维持不变，问在原换热器中采用什么方法可完成新的生产任务？

解：200kPa饱和水蒸气温度为：T?120.20C?tm?(120.2?20)?(120.2?80)/ln(120.2?20)/(120.2?80)?65.70C??空《?气?K??空Q?KS?tm?65.7ks?Q'?K'S?tm'0.8K'??‘?1.5?空?1.38K空'Q'?1.38KS?tm'Q'?1.5Q??tm?71.40C?空气的进出口温度不变'??tm?60/ln(T'?20)/(T'?80)T'?125.570C查的饱和水蒸气压力为234.3kPa,所以可通过调节饱和蒸汽压力至234.3kPa完成新任务。’

36）在一单管程列管式换热器中，将2000kg/h的空气从20℃加热到80℃，空气在钢质列管内作湍流流动，管外用饱和水蒸汽加热。列管总数为200根，长度为6m，管子规格为φ38×3mm。现因生产要求需要设计一台新换热器，其空气处理量保持不变，但管数改为400根，管子规格改为φ19×1.5mm，操作条件不变，试求此新换热器的管子长度为多少米？

解：?据题意Q?Q'Q?KS总?tm??0???i?Ki??iui'/ui?ndi2/(ndi'2)?i?ui0.8?di0.2??i'/?i?(ui'/ui)0.8?(di/di')0.2?i'/?i?(200?322/(400?162)0.8?(32/16)0.2?2??i'/?i?2?Ki'?2KiS总?nL?di‘'''S总?nL?di'‘''Q'?Ki'S总?tm?2KinL?di?tmQ?KiS总?tm?KinL?di?tmL'?1/2?(n/n')?(di/di')?L?3m