1.简单
热油（0.5 kg/s，cp = 2.5 kJ/(kg·K)）在逆流换热器中从 140 °C 冷却到 100 °C。它加热 0.5 kg/s 的水（cp = 4.18 kJ/(kg·K)），水的入口温度为 20 °C。没有热量散失到环境中。求水的出口温度 Tc,out。
ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 140 → 100 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
2.简单
在逆流换热器中，热流体从 170 冷却到 140 °C，冷流体从 20 加热到 150 °C。求对数平均温差 ΔTlm。
Th: 170 → 140 °CTc: 20 → 150 °C
ΔTlm = K
3.中等
一台并流换热器传热 20 kW。 热流体从 120 冷却到 75 °C，冷流体从 25 加热到 55 °C。总传热系数为 200 W/(m²·K)。求所需传热面积 A。
Q̇ = 20 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 120 → 75 °CTc: 25 → 55 °C
A = m²
4.中等
一台并流换热器传热 160 kW。 热流体从 145 冷却到 120 °C，冷流体从 30 加热到 50 °C。总传热系数为 1500 W/(m²·K)。求所需传热面积 A。
Q̇ = 160 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 145 → 120 °CTc: 30 → 50 °C
A = m²
5.困难
热油（0.5 kg/s，cp = 2.5 kJ/(kg·K)）在逆流换热器中从 105 冷却到 60 °C。它加热 1.5 kg/s 的水（cp = 4.18 kJ/(kg·K)），水的入口温度为 25 °C。已知 U = 200 W/(m²·K)，求所需传热面积 A。
ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 105 → 60 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.困难
在逆流套管式换热器中，热油（0.2 kg/s，cp = 2.5 kJ/(kg·K)）在内管中流动，从 120 °C 冷却到 80 °C。 环隙中的水（0.2 kg/s，cp = 4.18 kJ/(kg·K)）以 15 °C 进入。内管直径为 25 mm，U = 300 W/(m²·K) 以该直径为基准。求所需的管长 L。
ṁh = 0.2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 120 → 80 °Cṁc = 0.2 kg/sTc,in = 15 °CD = 25 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
答案
- 1. Tc,out = 43.92 °C
- 2. ΔTlm = 55.81 K
- 3. A = 2.078 m²
- 4. A = 1.177 m²
- 5. A = 5.525 m²
- 6. L = 11.67 m
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