福州大学化工原理电子教案传热 71-1 t2-t,Knd,,ms nsI CpI ms2Cp2 注意:等式右边括号内第二项mn3p/m、2cp2是比值的关系,分子与分母各物理量单位一致即可,不 必换算成SI制。但等式右边第一项分母中m1、cp1两个物理量必须换算成S制方可代入运算。 n1=40073600=01kgs,cpl=2l×10J1(kg℃,将m31、cp1及题给其它有关数据代入上式得 90-15860×3.14×0038×6 400×2 72-1201112.19×103 600×4.174 解之得 T 558 (c) 把式(c)及已知数据代入式(b)得 -15400×2.1 600×4.174 ×(90-12-258) 解之得 12=332℃ 将l2代入式(c)得 72=35.8℃ (2)其余条件不变,把两流体改为逆流流动,求所需的管长。 这种情况相当于m31、Cp、T、T2、m2、cp2、4、t2不变,即Q不变,重新设计一台逆流操作的 换热器(传热面积变,即管长变但管径不变)来完成传热任务。本题仍可用几种方法求解。 Oi=K4 (Afm)i=Kmd l(At m )a Q并=K#(△Mm)=km1l2(Mm) 因为Q=Q并,所以有 (71-x1)-(Z2-12)(90-15)-(35.8-332) 21.5℃ 35.8-33.2 T (90-332)-(35:8-15) 358℃ 90-33.2 所以 =36m (n) 由上面的计算可看出,在其余条件不变的情况下,将并流改为逆流,就可使管长缩短40%左右。其原 因在于逆流的平均推动力大于并流。 66.4换热器的操作型计算 在实际工作中,换热器的操作型计算问题是经常碰到的。例如,判断一个现有换热器对指定的生产任 务是否适用,或者预测某些参数的变化对换热器传热能力的影响等都属于操作型问题。 (1)操作型计算的命题方式 ①第一类命题 给定条件:换热器的传热面积以及有关尺寸,冷、热流体的物理性质,冷、热流体的流量和进口温度 以及流体的流动方式 计算目的:求某些参数改变后冷、热流体的出口温度及换热器的传热能力 ②第二类命题 给定条件:换热器的传热面积以及有关尺寸,冷、热流体的物理性质,热流体(或冷流体)的流量和 进、出口温度,冷流体(或热流体)的进口温度以及流动方式 计算目的:求某些参数改变后所需冷流体(或热流体)的流量及出口温度。 ③换热器校核计算福州大学化工原理电子教案 传热 - 8 -         = +         − − = + − − s 2 p 2 s1 p1 s1 p1 1 1 2 2 1 2 2 s1 p1 1 1 ln 1 1 m c m c m c K d l T T t t m c KA T t T t  注意：等式右边括号内第二项 s1 p1 s 2 p 2 m c / m c 是比值的关系，分子与分母各物理量单位一致即可，不 必换算成 SI 制。但等式右边第一项分母中 ms1 、 p1 c 两个物理量必须换算成 SI 制方可代入运算。 ms1 = 400 / 3600 = 0.1111 kg/s， 3 cp1 = 2.110 J/（kg·℃），将 ms1、 p1 c 及题给其它有关数据代入上式得          +      = − − 600 4.174 400 2.1 1 0.1111 2.19 10 90 15 860 3.14 0.038 6 ln 3 2 2 T t 解之得 T2 = t 2 + 2.558 （c） 把式（c）及已知数据代入式（b）得 (90 2.558) 600 4.174 400 2.1 2 15  − 2 −   t − = t 解之得 t 2 = 33.2 ℃ 将 2 t 代入式（c）得 T2 = 35.8 ℃ （2）其余条件不变，把两流体改为逆流流动，求所需的管长 l 。 这种情况相当于 ms1、 p1 c 、T1、T2 、 ms 2 、 p 2 c 、 1 t 、 2 t 不变，即 Q 不变，重新设计一台逆流操作的 换热器（传热面积变，即管长变但管径不变）来完成传热任务。本题仍可用几种方法求解。 Q逆 = KA逆(tm )逆 = Kd1 l逆(tm )逆 Q并 = KA并 (tm )并 = Kd1 l并 (tm )并 因为 Q逆 = Q并 ，所以有 ( ) ( )逆 并 并 逆 m m t l t l   = ( ) ( ) ( ) ( ) 21.5 35.8 33.2 90 15 ln 90 15 35.8 33.2 ln 2 2 1 1 1 1 2 2 m = − − − − − = − − − − −  = T t T t T t T t t 并 ℃ ( ) ( ) ( ) ( ) 35.8 35.8 15 90 33.2 ln 90 33.2 35.8 15 ln 2 1 1 2 1 2 2 1 m = − − − − − = − − − − −  = T t T t T t T t t 逆 ℃ 所以 ( ) ( ) 3.6 35.8 6 21.5 m m =  =   = 逆 并 并 逆 t l t l m 由上面的计算可看出，在其余条件不变的情况下，将并流改为逆流，就可使管长缩短 40%左右。其原 因在于逆流的平均推动力大于并流。 6.6.4 换热器的操作型计算 在实际工作中，换热器的操作型计算问题是经常碰到的。例如，判断一个现有换热器对指定的生产任 务是否适用，或者预测某些参数的变化对换热器传热能力的影响等都属于操作型问题。 （1）操作型计算的命题方式 ① 第一类命题 给定条件：换热器的传热面积以及有关尺寸，冷、热流体的物理性质，冷、热流体的流量和进口温度 以及流体的流动方式。 计算目的：求某些参数改变后冷、热流体的出口温度及换热器的传热能力。 ② 第二类命题 给定条件：换热器的传热面积以及有关尺寸，冷、热流体的物理性质，热流体（或冷流体）的流量和 进、出口温度，冷流体（或热流体）的进口温度以及流动方式。 计算目的：求某些参数改变后所需冷流体（或热流体）的流量及出口温度。 ③ 换热器校核计算