为湍流,再增加流量时,所增加的换热量决不能与所需要的热量相当,这时会使出口温度下降。只有调节饱和蒸汽的温度来增加
tm,使其满足热负荷的要求。
假设垢层热阻的增加,使其换热量减少一半,(换热量再减少即不能操作),这时蒸汽的温度提高到160℃即可满足要求。假设垢层的生成,其传热面积的变化忽略不计,而传热系数下降一半,则推1602016060120增加一倍,这样即可满足其换热器的热负荷动力tm2不变。4有一换热器,管内通90℃的热流体,膜系数1为1100wm2C,管外有某种液体沸腾,沸点为50℃,膜系数2为5800wm2C。试求以下两种情况下的壁温:(1)管壁清洁无垢;(2)外侧有污垢产生,污垢热阻为0005m2Cw解:忽略管壁热阻,并假设壁温为Tw(1)当壁很薄时,根据壁两侧的对流传热方程式可得:
TTwTwt11
90TwTw501111005800
1
则(2)同理
2
Tw564C
TTwTtw11R0
90TwTw5011000511005800
1
2
9
f则
Tw84C
由此可知,壁温总是比较接近热阻小的那一侧流体的温度。5流量为2000kgh的某气体在列管式换热器的管程流过,温度由150℃降至80℃;壳程冷却用水,进口温度为15℃,出口温度为65℃,与气体作逆流流动,两者均处于湍流。已知气体侧的对流传热膜系数远小于冷却水侧的对流传热膜系数,管壁热阻、污垢热阻和热损失均可忽略不计,气体平均比热为102kJkg℃,水的比热为417kJkg℃,不计温度变化对比热的影响,试求:(1)冷却水用量;(2)如冷却水进口温度上升为20℃,仍用原设备达到相同的气体冷却程度,此时对数平均温差为多少?(3)此时的出口水温将为多少?(4)此时的冷却水用量为多少?解:(1)冷却水用量;
QWcCpct2t1WhCphT1T2
QWc4176515200010215080Wc685kgh
(2)如冷却水进口温度上升为20℃,仍用原设备达到相同的气体冷却程度,此时对数平均温差为多少?原情况1新情况2因则
QWcCpct2t1WhCphT1T2KSitmiSitmt1WhCphT1T2KSitmiSitmQWcCpct2
水空气,K空气,换热器与气体的情况未变,
QQ
ii
tm
SiSi,
故
tmtm
15065801575C2
tm
8020210t2150t222
则
60C,t2
t2r