传热过程的计算(6)

?=21.0℃ 所以 t2??15??12/?21.0?15??2.0 x?12/?t2即水量至少要增大一倍，才能使空气的出口温度不高于60℃。由于本题传热过程的主要热阻在空气侧，因

此水量增大对K的影响不大，传热过程的调节主要依靠?tm的变化来实现（?tm的改变是通过水量增大使水的出口温度下降而获得的），从而所需水量增加较大。

??f(t2?)，本题用迭代法试差求解时，把式（b）改写成时式（c）收敛较快，若直接从式（b）中解出t2则迭代时不易收敛。又用平均推动力法试差求解温度时，一般不宜把?tm拆开，否则也不易收敛。此外，

若把式（b）改写成

?55?t2??t2??0.410?t2??15?0.8?58.7? t2 (d)

??/45?ln??100?t2?初值偏大，??/ln??100?t2??/45???15?0.8?58.7偏大，?55?t2式（d）同样不易收敛。分析；若所取t2则0.410?t2?初值偏小，则式（d）右边更偏小，发散。而式（c）就偏小，导致右边值更加偏大，迭代发散；若所取t2?偏大，则?55?t2??/ln??100?t2??/45??0.410?t2??15??58.7偏小，从而有一个校正作用，不同，若假设t2使迭代收敛。

因此迭代试差时，首先要定性分析一下算式是否能收敛，否则就要设法改写。 本例结果说明，对换热器第二类命题的操作型计算，要用迭代法试差求解，很繁琐。下面改用H?NTU法试差求解。

解法二（H?NTU法试差）

新、旧工况换热器长度l是不变的，故有

?NTU1? l?H1NTU1?H1mHK???1NTU1?s1?NTU1 则 NTU1??1KH1ms0.80.68111??0.681= 0.81.255.2(0.0151?7.68?10?4/x0.8)1.0?0.0509/xm?mC?1.2又 R1?s1?s2?

?2CR1ms1msx =

1.21.20.3 CR1??0.25?xxx??T?t1???1?11?CR?1? 因为 NTU1ln??1?CR?1?1?CRT2?t1??1?CR0.6811100?15?????ln1?0.3/x?0.3/x? 60?151.0?0.0509/x0.81?0.3/x???0.3将上式改写为x? 0.81.0?0.0509/x1?ln??1?0.3/x??1.889?0.3/x?0.681设x=1.2 x=1.38 x=1.55 x=1.69 x=1.80 x=1.87 x=1.92 x=1.96 x=1.98 x=2.0 x=2.0 解法二收敛速度也较快，且其迭代格式容易构造，更重要的是其解题方法与吸收解题方法类似，望读者掌握，这对以后学习吸收解题方法有帮助。当然本题也可用??NTU法试差，请读者自行用??NTU法试差求解。

例6 某厂在单壳程双管程列管换热器中，用130℃的饱和水蒸汽将乙醇水溶液从25℃加热到80℃，列管换热器由90根?25×2.5mm，长3m的钢管所构成。乙醇水溶液处理量为36000kg/h，并在管内流

所以

动。饱和水蒸汽在管间冷凝。已知钢的导热系数为45W/(m2·℃)，乙醇水溶液在定性温度下的密度为880kg/m3，粘度为1.2cP，比热为4.02kJ/(kg·℃)，导热系数为0.42W/(m·℃)，水蒸汽的冷凝对流传热系数为104W/(m2·℃)，在操作条件下，污垢热阻及热损失可忽略不计，试确定：（1）此换热器能否完