加涂层前后传热通量减少的百分率为

?Q1?2S??Q1?2S?34.22?16.82 ??100%?5.2%

?34.22?300Q1?2S??Q1?2S?20．用压力为300 kPa（绝对压力）的饱和水蒸气将20 ℃的水预热至80 ℃，水在

?25mm?2.5mm水平放置的钢管内以 m/s的速度流过。设水蒸气冷凝的对流传热系数为5 000 W/(m·℃)，水侧的污垢热阻为6×10m·℃/W，蒸汽侧污垢热阻和管壁热阻可忽略不计，试求（1）换热器的总传热系数；（2）设操作半年后，由于水垢积累，换热能力下降，出口水温只能升至70 ℃，试求此时的总传热系数及水侧的污垢热阻。 解：查附录得，300 kPa的饱和水蒸气温度为 ℃ 水的定性温度为

2

-4 2

t1?t280?20??50?C 22在50 ℃下，水的物理性质如下：

（1）tm???64.78?10?2W?m??C?；??988.1kgm3；?=54.94?10-5Pa?s； Cp?4.174kJ?kg??C?0.02?0.6?988.1?21582?104-5?54.94?10

-5c?4.174?1000?54.94?10Pr?p??3.54?64.78?10?2应用公式5-58a进行计算

Re??diu???0.023?diRe0.8Pr0.4

?0.023?K?0.6478?215820.8?3.530.4W?m2??C??3627W?m2??C?0.0211?dod?RSiodi?idi?112525??6?10?4?500020?362720W?m2??C??772.4W?m2??C??o

（2）Q?KS?tm?WcCpc(t2?t1) （a）

??WcCpc(t2??t1)Q??K?S?tm（b）

（b）式÷（a）式，得

?t2??t1K??tm?

K?tmt2?t1t2?t1T?t1T?t1133.3?20lnlnln?t??t?tt??tT?t2T?t2K?21mK?21K?K?133.3?70?772.4W?m2??C? ??t1T?t1133.3?20?t2?t1?tmt2?t1t2lnlnT?t1133.3?80T?t2ln?T?t2?596.2W?m2??C?11

K??dod?o?RSidi?idi?1?596.2W?m2??C?

12525??Rsi?500020?362720?o

21．在一套管换热器中，用冷却水将4 500 kg/h的苯由80 ℃冷却至35 ℃，；冷却水在?25mm?2.5mm的内管中流动，其进、出口温度分别为17 ℃和47 ℃。已知水和苯的对流传热系数分别为850 W/(m·℃)和1 700 W/(m·℃)，试求所需的管长和冷却水的消耗量。 解：苯的定性温度

2

2

t1?t280?35??C?57.5?C 2257.5?C时苯的定压热容为 kJ/（kg·℃） 水的定性温度

t??t?17?37tm2?12??C?27?C

2227?C时水的定压热容为 kJ/（kg·℃） 冷却水的消耗量

tm1?Q?WhCph(T1?T2)?WcCpc(t2?t1) Wc?管长

Whcph?T1?T2?cpc?t2?t1??4500?1.824??80?35?kgh?2948kgh 4.176??47?17?Q?KS?tm?Whcph?T1?T2?

K?11dodi?i?1125?170020?850W?m2??C??485.7W?m2??C?

?o?tm???80?47???35?17??C?24.75?C

ln80?4735?17S?Whcph?T1?T2?K?tm4500?1.824?103??80?35?2?m?8.535m2

3600?485.7?24.7522．某炼油厂拟采用管壳式换热器将柴油从176℃冷却至65℃。柴油的流量为9800kg/h。冷却介质采用35℃的循环水。要求换热器的管程和壳程压降不大于30kPa，试选择适宜型号的管壳式换热器。

解：略