1.简单
热油（1.5 kg/s，cp = 2.3 kJ/(kg·K)）在逆流换热器中从 145 °C 冷却到 100 °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。没有热量散失到环境中。求水的出口温度 Tc,out。
ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 145 → 100 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
2.简单
在逆流换热器中，热流体从 130 冷却到 80 °C，冷流体从 30 加热到 45 °C。求对数平均温差 ΔTlm。
Th: 130 → 80 °CTc: 30 → 45 °C
ΔTlm = K
3.中等
一台逆流换热器传热 80 kW。 热流体从 90 冷却到 50 °C，冷流体从 25 加热到 35 °C。总传热系数为 500 W/(m²·K)。求所需传热面积 A。
Q̇ = 80 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 90 → 50 °CTc: 25 → 35 °C
A = m²
4.中等
在冷凝器中，蒸汽在管外以恒定的 130 °C 冷凝。冷却水（1.5 kg/s，cp = 4.18 kJ/(kg·K)）在管内流动，从 25 °C 加热到 80 °C。总传热系数为 1000 W/(m²·K)。求所需的传热面积 A。
Ts = 130 °Cṁ = 1.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 80 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
5.困难
在并流套管式换热器中，热油（0.3 kg/s，cp = 2.3 kJ/(kg·K)）在内管中流动，从 115 °C 冷却到 60 °C。 环隙中的水（1.5 kg/s，cp = 4.18 kJ/(kg·K)）以 10 °C 进入。内管直径为 32 mm，U = 200 W/(m²·K) 以该直径为基准。求所需的管长 L。
ṁh = 0.3 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 115 → 60 °Cṁc = 1.5 kg/sTc,in = 10 °CD = 32 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
6.困难
在一台逆流换热器中，两股流体的热容量流率相同，ṁ·cp = 3 kW/K。热流体以 150 °C 进入，冷流体以 25 °C 进入。换热器的 A = 1.5 m²，U = 800 W/(m²·K)。求热流体出口温度 Th,out。
Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 150 °CTc,in = 25 °CA = 1.5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
答案
- 1. Tc,out = 49.76 °C
- 2. ΔTlm = 65.96 K
- 3. A = 4.205 m²
- 4. A = 4.652 m²
- 5. L = 26.93 m
- 6. Th,out = 114.3 °C
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