某工厂有一台列管式换热器,每小时将一定量的气体从80℃冷到60℃,冷却水温度由20℃升到30℃,气体在管内流过,冷却水在管外与气体成逆流。经核算,该换热器的传热系数,现生产需要气体出口温度更低,有人提出将一结构及大小与已用一台完全一样的换热器并联使用,气体量与原一台时相同,只是分成相等的两股送入,冷却水进出每个换热器的温度仍与原来的一样。试计算:(1)此时气体的出口温度为多少?(2)两台换热器应如何安排才能把气体冷却到更低的温度? 设:气体处理量与冷却水进出口温度都不变,忽略管壁与冷却水热阻,气体温度改变引起的物性改变也忽略不计。 解:一台换热器情况: 所以 又因 气体放出的热量与冷却水得到的热量相等,所以: 即 (1) 两台相同换热器并联使用 由于管间为水,管内为气体, 故有 气膜控制 又 所以 故 (2) 联立(1)式和(2)式解得: 两台相同换热器串联使用时 (3) 联立(1)式和(3)式解得: 因此两台串联使用可使气体出口温度降低到更低。 常用换热系数的经验值 换热器的设计选型时, 一般先选用一个经验的传热系数, 然后再校验换热面积能否达到 下面列表常用换热器的经验传热系数 1.管壳式热交换器的经验传热系数 流体 传热系数 内侧 外侧 W·m-2·℃-1 气 气 10~35 气 清水 20~70 清水 清水 1000~2000 高粘度液体 清水 100~300 低粘度液体 清水 200~450 低粘度液体 低粘度液体 116~337 水 水蒸汽冷凝 1000~2000 2. 螺旋板式热交换器的经验传热系数 流体 传热系数 W·m-2·℃-1 清水 清水 1750~2210 清水 油 140~350 清水 气 35~70 有机物 有机物 350~810 油 油 160~200 水 水蒸汽冷凝 1980~3980 3. 板式热交换器的经验传热系数 流体 传热系数 W·m-2·℃-1 清水 清水 2900~4950 冷水 油 400~580 清水 气 25~58 油 油 175~350 水蒸汽 油 810~930 3
P常用换热系数的经验值.doc
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