16℃的盐水以3840kg/h的流率通过套管换热器的内管而被加热。内管为φ38×2.5mm的钢管,每段长6m。105℃的热水以4m3/h的流率在环隙内流过,而被冷却至48℃。两流体作逆流流动。热水对管壁的对流给热系数αo为5000W/(m2·℃),已知盐水物性(平均温度下)ρ=1200kg/m3,cp=3.3kJ/(kg·℃),μ=0.95×10–3Pa·s,λ=0.56W/(m·℃),管内外污垢热阻分别为Rs1=1/3788(m2·℃)/W,Rso=1/3846(m2·℃)/W。求盐水出口温度和所需套管的段数。忽略管壁热阻及热损失。(热水在平均温度下的cp=4.18kJ/(kg·℃),ρ=1000kg/m3)5.有一列管式换热器,装有φ25×2.5mm钢管300根,管长为2m。要求将质量流量为8000kg/h的常压空气于管程由20℃加热到85℃,选用108℃饱和蒸汽于壳程冷凝加热之。若水蒸气的冷凝给热系数为1×104W/(m2·K),管壁及两侧污垢的热阻均忽略不计,而且不计热损失。已知空气在平均温度下的物性常数为cp=1kJ/(kg·K),λ=2.85×10-2W/(m·K),μ=1.98×10-5(Pa·S),Pr=0.7.
试求:
问题一、空气在管内的对流给热系数;
问题二、求换热器的总传热系数(以管子外表面为基准);
问题三、通过计算说明该换器能否满足需要?
问题四、计算说明管壁温度接近于哪一侧的流体温度。
用一单效蒸发,将1000kg/h的NaCl溶液从5%连续浓缩到30%。蒸发操作的平均压强20kPa(绝压),原料液进料温度为30℃,料液比热4kJ/(kg。℃),蒸发器内溶液沸点为75℃,蒸发器的传热系数为1500W/(m2·℃),加热蒸汽绝压为120kPa(绝压),若不计热损失,试求:
问题一、蒸发量W;
问题二、加热蒸汽消耗量;
在常温真实溶液中,溶质B的化学势可表示为,式中B的标准态为温度T、压力p=pθ=100kPa下,=(),=(),同时又遵循亨利定律的假想态.
稳态下在单效蒸发器中浓缩苹果汁。已知原料液温度43.3℃,浓度11%,比热容3.90kJ/(kg。K),进料流量0.67kg/s。蒸发室沸点60.1℃,完成液浓度75%。加热蒸汽压力为300kPa。加热室传热系数为943W/(m2·K)。若不计热损失,试求:
问题一、蒸发量和完成液流量;
问题二、加热蒸汽消耗量;
问题三、蒸发器的传热面积。