化工原理复习习题

化工基础习题

1．夹套反应釜的内径为80cm，釜壁碳钢（??50W?m?1?K?1），板厚8mm,衬搪瓷厚3mm（??1.0W?m?1?K?1），夹套中通饱和水蒸气（??10000W?m?2?K?1）加热，水蒸气温度为120℃，釜内为有机物（??250W?m?2?K?1），温度为80℃。试求该条件下单位面积的传热速率和各热阻占总热阻的百分数。

解：内径0.8m≈外径0.822m,可以近似地作为多层平面壁定态传热考虑。 11?0.008?0.003??0.0001 1??0.00016 2??0.003 ?110000?150?2111 ?0.00726 ??0.004K?22501

信修正持 成功终至——孙贵权 摘自《新国学润家文化》

化工基础习题

K?11?1??1?21???1?2?2?137.7

单位面积的传热速率

?/A?K?t?137.7?(120?80)?5.51KW?m?2

各层热阻占总热阻的比例：

11水蒸气：/?0.0001/0.00726?1.4%

?1AKA金属管壁：?1/1?0.00016/0.00726?2.2%

?1AKA

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化工基础习题

搪瓷：

?21/?0.003/0.00726?41.3% ?2AKA?2AKA有机物：1/1?0.004/0.00726?55.1%

若忽略水蒸气热阻和金属管壁热阻，计算每平方米壁面的传热速率：

11?0.007 ?/A?K?t??(120?80)?5.71KW?m?2

0.007K忽略热阻较小的水蒸气和金属管壁造成的计算误差：

（5.71-5.51）/5.51=3.6%

误差不大。因此，在液-液热交换过程中，金属管壁的热阻通常是可以忽略的。

信修正持 成功终至——孙贵权 摘自《新国学润家文化》

化工基础习题

2．在列管加热器中，20℃原油（??200W?m?2?K?1）流经管内，管外用120℃饱和水蒸气（??10000W?m?2?K?1）加热，无缝钢管?48mm?2mm，??50W?m?1?K?1，管内油垢层后1mm，??1.0W?m?1?K?1。试求通过每米管长的传热速率；若将两侧流体的传热膜系数分别提高一倍，则传热速率有什么变化。

解：可根据多层圆筒壁的总传热方程计算。

??2?l(t1?t2)1??1r1??jrmjj?1n?j?1 ?2r2?/l?2??(20?120)10.0010.0021???200?0.0211?0.021550?0.02310000?0.024??2.16kW?m?1

原油一侧的传热膜系数提高一倍：

信修正持 成功终至——孙贵权 摘自《新国学润家文化》

化工基础习题

?/l??/l?2??(20?120)10.0010.0021???400?0.0211?0.021550?0.02310000?0.0242??(20?120)10.0010.0021???200?0.0211?0.021550?0.02320000?0.024??3.67kW?m?1 ??2.18kW?m?1

饱和水蒸气一侧传热膜系数提高一倍：

可见，提高传热膜系数大的一侧流体的传热膜系数，对总传热

影响不大。提高传热膜系数小的一侧流体的传热膜系数，对总传热速率提高是有意义的，后者说降低热阻大的一侧流体的热阻，对传热影响大。

若总传热计算式中全部用给热系数小的一侧的内径计算：

?/l?

2??(20?120)10.0010.0021???200?0.0211?0.02150?0.02110000?0.021??2.15kW?m?1

信修正持 成功终至——孙贵权 摘自《新国学润家文化》

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