某工厂用200kPa(绝压)的饱和水蒸气将常压空气由20℃加热至90℃,空气流量为50000m3/h。今仓库有一台单程列管换热器,内有Φ38mm×2.5mm的钢管151根,管长3m。若管程空气和壳程水蒸气的对流传热系数分别为65W/m2·℃和10000W/m2·℃,两侧污垢热阻及管壁热阻可忽略不计,试核算该换热器是否满足要求?
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某一列管换热器由规格为φ25×2.5mm长为1m的26根钢管组成。用120℃饱和水蒸汽加热某冷液体,该液体走管内,进口温度为25℃,比热为1.76kJ/(kg.K),流量为18600kg/h。管外蒸汽的冷凝传热系数为1.1×104w.m-2.K-1,管内对流传热热阻为管外蒸汽冷凝传热热阻的6倍。求冷液体的出口温度。(设换热器的热损失、管壁及两侧污垢热阻均可略去不计)
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一列管式换热器,由φ25×2mm的136根不锈钢管组成。平均比热为4187J/Kg·℃的某溶液在管内作湍流流动,其流量为15000kg/h,并由15℃加热到100℃。温度为110℃的饱和水蒸气在壳方冷凝。已知单管程时管壁对溶液的给热系数αi为520w/m2·℃,蒸汽对管壁的给热系数α0为1.16×104w/m2·℃,不锈钢管的导热系数λ=17w/m·℃,忽略垢层热阻和热损失。试求: A)管程为单程时的列管长度(有效长度,下同); B)管程为4程时的列管长度(总管数不变,仍为136根)。
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当设计一台用饱和蒸气加热空气的列管式换热器时,()宜在管内流动。
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某一列管式换热器,将一定量的空气加热。空气在管内作湍流流动,饱和水蒸气在管外冷凝。今因生产任务加大一倍,除用原换热器外,尚需加一台新换热器。如果使新旧两台换热器并联使用,且使二台换热器在气流量、进、出口温度及饱和蒸汽温度都相同的条件下操作。原换热器列管数为n1,管径为d1,管长为l1,而新换热器管数为n2(n2=n1),管径为d2(d2=0.5d1)。试问新换热器管长l2为原换热器管长l1的几倍。
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欲设计一列管式换热器,用110℃的饱和水蒸气将1400kg/h的常压空气由20℃预热到95℃。 1.若初步选定采用单管程换热器,空气走管程,管束由120根φ25×2.5的铜管组成。试确定所需管束长。 2.若选用双管程浮头式列管换热器。管子总数、管长及直径同上。则空气的出口温度有无变化?试确定之。 在计算中,冷凝液膜的热阻、管壁及其两侧污垢热阻可忽略不计,其空气平均温度下的物性可取:粘度μ=0.02CP,比热:CP=1.0KJ/kg.℃,导热系数λ=0.029w/m.℃,密度ρ=1.076kg/m3。
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在一FLB-500-65-25-4型列管冷凝器中用饱和水蒸气预热有机溶剂,蒸汽在壳程中冷凝为同温度的饱和水。溶剂走管内。已知:水蒸气:温度120℃,冷凝潜热r=2236KJ/kg,冷凝传热膜系数:10000w/m2.℃。溶剂:流量:45吨/时,入口温度42℃,出口温度82℃,平均温度下的比热2.2KJ/kg.℃。换热器:管子总数120根,管子规格φ25×2.5mm,材料:钢(导热系数45w/m.℃)以管外表面积为基准的传热面积65m2,壳体没保温,壳外表面积12m2。四周环境温度15℃,换热器外壳至周围环境的对流辐射综合传热膜系数α1=14.5w/m2.℃。 1)忽略壳壁热阻,估计蒸汽的冷凝量(kg/h); 2)若两侧无污垢,试求管内溶剂的对流传热膜系数; 3)若将上述四管程的换热器改为二管程操作(管子总根数不变),并假定溶剂的流量、入口温度、蒸汽温度、蒸汽的冷凝膜系数均不变,溶剂物性变化可忽略,溶剂的出口温度。(假定二管程时管内流动为湍流状态)
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有一套管换热器,内管为φ54×2mm,外管为φ116×4mm的钢管。现用120℃的饱和水蒸气加热苯,使苯由50℃加热至80℃,苯在内管中以4000kg/h的流量流动,试求: (1)加热蒸汽消耗量; (2)所需套管的有效长度; (3)由于某种原因,加热蒸汽的温度降为110℃,苯的出口温度将变为多少?(假设α苯不变,在50--80℃范围内,苯的物性为cp=1.86KJ/kg.℃,μ=3.9×10-4Pa.s,λ=0.145w/m.℃,ρ=880kg/m3,钢的导热系数为45w/m.℃,120℃时水蒸气冷凝潜热r=2205KJ/kg,蒸汽侧对流传热系数α汽=10000w/m.℃,壁两侧垢层热阻及换热器损失均可忽略,加热蒸汽冷凝液在饱和温度下排出。)
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将流量为2200kg/h的空气在蒸汽预热器内从20℃加热到80℃。空气在管内作湍流流动,116℃的饱和蒸汽在管外冷凝。现因工况变动需将空气的流量增加20%,而空气的进、出口温度不变。问采用什么方法才能完成新的生产任务?请作出定量计算(要求:换热器的根数不作变化)。
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