★换热器的串并联问题 某厂现有两台单壳程单管程的列管式空气加热器,每台传热面积为A=20m2(管外 面积),均由128根Φ25×2.5mm的钢管组成。壳程为170℃的饱和水蒸汽冷凝(冷凝 潜热为r=2054KJ/kg),凝液不过冷。空气走管程,其入口温度t1=30℃,流量为4500kg/h 假定空气的物性参数不随温度、压力变化,可视为常数,分别为C=1.005KJ/KgK,p 1.06Kg/m3,μ=20.1×10cp,λ=0.029w/m.k。热损失可略,管内湍流时空气的对流 给热系数可用下式计算:N=0.02R08 (1)若两台换热器并联使用,通过两台换热器的空气流量均等,试求空气的出口温 度t2(℃)及水蒸汽的总冷凝量m(kg/h) (2)若两台改为串联使用,试求此时空气的出口温度t2(℃)及水蒸汽的总冷凝量 (3)试比较并联及串联时传热效率的大小,并求两情况下总传热能力的比值Q串/Q并。 解: ) 2250/106×3600)=1467(m/s) 128×0.785×0.022 K=a.=0.02 =0.02 0.0290.0.×1467×1.06 =65.17 0.02 2.0l×10 w Cpe(t2-t1=ks t2-1 T KS 65.17×20 =2.07 T-t2 WCP ×1.005×10 3600 T-t1=796 =170 170-30 =1524。C 796 2WC 2×(2250/3600)×1005×(1524-30) 075(kg/s)=2696(kg/h)4 ★换热器的串并联问题 某厂现有两台单壳程单管程的列管式空气加热器，每台传热面积为 A0=20m2 （管外 面积），均由 128 根 Ф25×2.5mm 的钢管组成。壳程为 170℃的饱和水蒸汽冷凝（冷凝 潜热为 r=2054KJ/kg），凝液不过冷。空气走管程，其入口温度 t1 =30℃ ，流量为 4500kg/h 假定空气的物性参数不随温度、压力变化，可视为常数，分别为 CP=1.005KJ/Kg.K， ρ =1.06Kg/m3 ，μ=20.1×10-3 cp ,λ=0.029w/m.k。热损失可略，管内湍流时空气的对流 给热系数可用下式计算： Nu=0.02Re 0.8 。 （1） 若两台换热器并联使用，通过两台换热器的空气流量均等，试求空气的出口温 度 t2(℃)及水蒸汽的总冷凝量 m1(kg/h) （2） 若两台改为串联使用，试求此时空气的出口温度 t2(℃)及水蒸汽的总冷凝量 m1(kg/h)。 （3）试比较并联及串联时传热效率的大小，并求两情况下总传热能力的比值 Q 串/ Q 并。 解: 65.17 2.01 10 0.0. 14.67 1.06 0.02 0.029 0.02 0.02 14.67( / ) 128 0.785 0.02 2250/(1.06 3600) 4 (1) 0.8 5 0.8 2 2 =                  =           = = =    = = −      d u d K m s nd V u i i i s 2.07 1.005 10 3600 2250 65.17 20 ln ln ( ) 3 2 1 2 1 2 1 2 1 =    = = − − − − − − = c Pc c pc W C KS T t T t T t T t t t W C t t KS ( ) ( ) ( ) (k g s) (k g h) r W C t t W C T t t T T t T t c Pc h 0.075 / 269.6 / 2054 2 2250 / 3600 1.005 152.4 30 2 152.4 7.96 170 30 170 7.96 7.96 2 1 1 2 2 1 = =    − = − = = − = − − = − = − − 