题目
2-15 有一列管式换热器,装有 times 2.5mm 钢管300根,管长为2 m。要求将-|||-质量流量为 8000kg/h 的常压空气于管程由20℃加热到85℃,选用108℃饱和蒸汽于壳程-|||-冷凝加热之。若水蒸气的冷凝传热系数为 https:/img.zuoyebang.cc/zyb_6c118a7541fa128e30d290a568f125e1.jpgtimes (10)^4W/((m)^2cdot k), 管壁及两侧污垢的热阻均-|||-忽略不计,而且不计热损失。已知空气在平均温度下的物性常数为 _(p)=1kJ/(kgcdot K) lambda =-|||-.85times (10)^-2W/(mcdot R) mu =1.98times (10)^-5Pacdot S _(Y)=0.7 试求:-|||-(1)空气在管内的对流传热系数;-|||-(2)求换热器的总传热系数(以管子外表面为基准);-|||-(3)通过计算说明该换器能否满足需要;-|||-(4)计算说明管壁温度接近于哪一侧的流体温度。
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算空气在管内的对流传热系数
根据题目给出的条件，首先计算空气在管内的雷诺数 ${R}_{e}$，然后根据雷诺数和普朗特数 ${P}_{r}$，使用经验关联式计算对流传热系数 ${a}_{1}$。
步骤 2：计算换热器的总传热系数
以管子外表面为基准，计算总传热系数 $K$，需要考虑管壁及两侧污垢的热阻。
步骤 3：计算换热器的热负荷
根据换热器的面积和对数平均温差，计算换热器的热负荷 ${Q}_{R}$，并与要求的换热量进行比较。
步骤 4：计算管壁温度
根据内外壁温差和对流传热系数，计算管壁温度 ${T}_{w}$，并判断其接近哪一侧流体温度。
根据题目给出的条件，首先计算空气在管内的雷诺数 ${R}_{e}$，然后根据雷诺数和普朗特数 ${P}_{r}$，使用经验关联式计算对流传热系数 ${a}_{1}$。
步骤 2：计算换热器的总传热系数
以管子外表面为基准，计算总传热系数 $K$，需要考虑管壁及两侧污垢的热阻。
步骤 3：计算换热器的热负荷
根据换热器的面积和对数平均温差，计算换热器的热负荷 ${Q}_{R}$，并与要求的换热量进行比较。
步骤 4：计算管壁温度
根据内外壁温差和对流传热系数，计算管壁温度 ${T}_{w}$，并判断其接近哪一侧流体温度。