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問答題 有一換熱器，并流操作時(shí)，冷流體進(jìn)出口溫度分別為25℃和70℃，熱流體進(jìn)出口溫度分別為150℃和100℃。若在兩種流體流量和進(jìn)出口溫度均不變的條件下，將并流操作改為逆流操作，試問該換熱器的傳熱速率和傳熱平均溫度差有何變化？（定量說明）

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1.問答題 在套管換熱器中用飽和水蒸汽加熱苯液，苯在φ54×2mm的鋼管內(nèi)流動(dòng)。196kPa的飽和水蒸汽在環(huán)隙冷凝。已測出苯的進(jìn)口溫度為30℃，出口溫度為60℃，流量為4000kg/h，苯和水蒸氣的對(duì)流傳熱系數(shù)分別為500w/m²k和10⁴w/m²k，管內(nèi)壁的污垢熱阻為0.0004m²k/w，忽略管壁及管外污垢的熱阻，試求：飽和水蒸氣的消耗量；套管的長度；套管的平均溫度；
現(xiàn)由于某種原因，蒸汽壓力減至，137kPa假定苯的物性和蒸汽的對(duì)流傳熱系數(shù)不變。求苯液的出口溫度。
注：（1）操作條件下苯的比熱為1.9KJ/kg.k
（2）196kPa時(shí)的蒸汽溫度為120℃，汽化潛熱為2204KJ/kg,137kpa時(shí)的蒸汽溫度為109℃。

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2.問答題 在單管程列管式換熱器內(nèi)，用130℃的飽和水蒸氣將某溶液由20℃加熱到60℃，單管程列管換熱器由100根φ25×2.5mm，長3m的鋼管構(gòu)成，溶液以每小時(shí)100m³的流量在管內(nèi)流過，蒸汽在管外冷凝。
已知在操作條件下溶液的密度為1200kg/m³，粘度為0.955厘泊，比熱為3.3KJ/kg.℃，導(dǎo)熱系數(shù)為0.456w/m.℃，管壁熱阻，垢層熱阻和熱損失均可忽略不計(jì)。試求：
1）傳熱系數(shù)為多少（以外表面積為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算）？
2）溶液和蒸汽冷凝給熱系數(shù)各為多少？
3）若溶液的質(zhì)量流量增加到（w為溶液原來的質(zhì)量流量），在其它條件不變的情況下，請(qǐng)通過推導(dǎo)說明此換熱器有否滿足要求（蒸汽冷凝給熱系數(shù)可視為與B）計(jì)算值相同）？

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3.問答題在一列管換熱器內(nèi)，用110℃的飽和水蒸氣加熱管內(nèi)湍流流動(dòng)（Re>10⁴）的空氣，空氣溫度從30℃升至45℃。若將空氣流量增加一倍，試求此時(shí)空氣的溫度，并求加熱蒸汽用量需增加為原來的幾倍。計(jì)算時(shí)可忽略壁阻，垢阻，冷蒸汽側(cè)熱阻，且可忽略因空氣出口溫度變化所引起的物性變化。

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4.問答題 在一FLB-500-65-25-4型列管冷凝器中用飽和水蒸氣預(yù)熱有機(jī)溶劑，蒸汽在殼程中冷凝為同溫度的飽和水。溶劑走管內(nèi)。已知：水蒸氣：溫度120℃，冷凝潛熱r=2236KJ/kg,冷凝傳熱膜系數(shù)：10000w/m².℃。溶劑：流量：45噸/時(shí)，入口溫度42℃，出口溫度82℃，平均溫度下的比熱2.2KJ/kg.℃。換熱器：管子總數(shù)120根，管子規(guī)格φ25×2.5mm，材料：鋼（導(dǎo)熱系數(shù)45w/m.℃）以管外表面積為基準(zhǔn)的傳熱面積65m²，殼體沒保溫，殼外表面積12m²。四周環(huán)境溫度15℃，換熱器外殼至周圍環(huán)境的對(duì)流輻射綜合傳熱膜系數(shù)α₁=14.5w/m².℃。
1）忽略殼壁熱阻，估計(jì)蒸汽的冷凝量（kg/h）；
2）若兩側(cè)無污垢，試求管內(nèi)溶劑的對(duì)流傳熱膜系數(shù)；
3）若將上述四管程的換熱器改為二管程操作（管子總根數(shù)不變），并假定溶劑的流量、入口溫度、蒸汽溫度、蒸汽的冷凝膜系數(shù)均不變，溶劑物性變化可忽略，溶劑的出口溫度。（假定二管程時(shí)管內(nèi)流動(dòng)為湍流狀態(tài)）

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5.問答題 某廠庫存有一臺(tái)列管式換熱器，其主要尺寸為：列管規(guī)格φ38×3,管常4m，管數(shù)127根，欲利用這臺(tái)換熱器，用水蒸氣加熱空氣.蒸汽走殼程，空氣走管程，空氣流量為6000標(biāo)準(zhǔn)m³/小時(shí)，要求自20℃加熱至100℃以上。
已知：空氣側(cè)對(duì)流傳熱系數(shù)為58w/m².℃；蒸汽側(cè)對(duì)流傳熱系數(shù)為11000w/m².℃；污垢熱阻和管壁熱阻可以忽略不計(jì)；標(biāo)準(zhǔn)狀況下，空氣密度為1.29kg/m³，操作條件下餓比熱取1.01kJ/kg.℃；蒸汽的有關(guān)參數(shù)見下表.
1）當(dāng)采用壓力為2kg/cm²（絕對(duì)）的加熱蒸汽時(shí)，試核算此臺(tái)換熱器是否能滿足要求。
2）如果用壓力為3kgf/cm²（絕對(duì)）的加熱蒸汽，利用此臺(tái)換熱器，可以將空氣自20℃加熱至多少度？蒸汽消耗量為多少kg/h。

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