1、1、已知热-冷流体的进、出口温度 C、 C、 C、 C，301t201t302t120t试计算下列流动布置时换热器的对数平均温差：（1） 顺流；（2） 逆流；（3） 一次交叉流（两种流体各自不混合） ；（4） 一次交叉流（一种混合，另一种流体不混合） 解：（1）对顺流：，Ct0212730 81ttm0.56ln（2）对逆流：，Ct0211830 7ttm05ln（3）一次交叉流（一种混合，另一种流体不混合），3.01212tP1.2tR查图 1015 得到： 97.0t所以 Cttm015逆（4）对一次交叉流（两种流体各自不混合），3.01212tP1.2tR查图 1015 得到： 96.0
2、t所以 Cttm01875逆2、有一台逆流式油-水换热器，已知油的进口温度 C，出口温度 C，油的10t 601t密度 kg/m3，比热容 kJ/(kgK)；冷却水的进口温度 C，出口温度86011.2pc 2C，流量 kg/s。换热器的传热系数 W/(m2K)，试求：52t2mq3k（1） 油的流量；（2） 换热器的换热量；（3） 换热器的传热面积。解：先计算换热器的换热量，在该温度范围内水的比热容 Kgjcp174.由 得到：2tGQkWcp 6.375014.3 由 可以计算油的流量：2tskgtcQGp /47.01.651，C2 tt 0146tm8.ln由 得到：KAQ279tm3
3、、某蒸发器的管壁厚 3mm，材料是钢。长久使用后其表面覆盖一层厚为 0.5mm的水垢。试求传热系数的变化，并就计算结果讨论水垢对传热系数的影响。已知： 沸 2791 W/(m2K)， 冷凝 11630 W/(m2K)， 钢 =46.5 W/(mK)， 水垢 =1.745 W/(mK)。解：假定各传热面面积相等，则：owiK1（1） 结垢前： )/(1965305.4627912KmWowi （2） 结垢后：)/(1257630745.1.6027911 2Kowi 垢垢所以，结垢前后变化： %5可见结水垢后传热效率大大下降。答：水垢使总传热系数下降了 36。4、一蛇管热交换器是用外径 20mm
4、，厚 2mm 的铜管装置在水槽中。CO 2 气体以 24kg/h 的流量在管内流动，其温度由 50降到 20，CO 2的平均 Cp=0.83kJ/(kgK)。冷却水自槽底进入，以 110kg/h 的流量缓缓流进，自槽顶离去，这样冷却水可以当作以自然对流的方式与CO2进行热交换。水的进入温度为 10。已知 CO2对壁的 158.2W/(m 2K)，管壁对水的 258.2W/(m 2K)，管壁 w=383.8 W/(mK)，试计算冷却水的出口温度和热交换器的传热膜系数。解：（1） 热量衡算：水升温吸收的热量CO 2降温释放的热量即 )()(222 , oiCOpioOHp TwtCw水的物性值先以
5、 10的情况计算：查水的物性值，则 )/(19.42, KkgJCOHp所以： )05(1837.04)1(019.43 otto=11.3验证水的物性值假设：水的平均温度： Cttiom65.1023.以 10的水计算是可以的。所以冷却水的出口温度为 11.3。（2） 求 K根据热阻叠加规律：)/(05.2186.3958.0162.5811 2KmWddKomwimi 同理可得： )/(05.46.13980.31602.581 2domwioo )/(1.20.5.1 2KmWKoimiwii 答：冷却水的出口温度为 11.3，热交换器的传热膜系数为 45.05W/(m2.K)。(如以圆
6、筒壁的平均面为基准，则传热膜系数为 50.05W/(m2.K)； 如以圆筒壁的内表面为基准，则传热膜系数为 56.31W/(m2.K)。一般没有特别指明，应以外表面为基准计算传热系数 K。)练习题 1. 设有一管壳式换热器，热流体的进、出口温度 57、35，冷流体的进、出口温度 28、30。试求在顺流、逆流和一流程交叉流热流体横向混合、冷流体横向不混合时三种情况下的对数平均温差。2. 管壳式冷油器的冷却水在双管程中流动，其进、出口温度为 20、60，水流量为每分钟 70 公斤，将热油从 110冷却到 60，冷油器的总传热系数为 300W/m2,试计算冷油器的传热面积。(设管程为 2 管程，水在 40的比热容为 Cp=4.174kJ/kg ,)3. 某一换热器总换热面积为 60m2，用来冷却质量流量为 1000kg/h、温度为 200的油，设该油的比热为 1.9kJ/kg.，水的进口温度为 30、流量为 6000kg/h。该换热器的传热系数为 300 W/m2，水的比热为 Cp=4.174kJ/kg 。试计算换热器中的流体在以顺流和逆流两种方式运行时，油在换热器出口的温度。
