关于化工的一道题

来源：百度知道 编辑：UC知道 时间：2024/05/10 23:48:50
换热器由若干根长为3m，直径为Ф25×2.5mm的钢管组成。要求将流率为1.25kg/s的苯从350K冷却到300K，290K的水在管程与壳程的苯呈逆流流动。已知水侧和苯侧的对流传热膜系数分别为0.85和1.70kW/(m2·K)，污垢热阻可忽略不计。若维持水出口温度不超过320K，并取苯的比热为1.9kJ/(kg·K)、密度为880kg/m3，水的比热为 4.174kJ/(kg·K)，管壁导热系数45W/(m·K)。试求:
（1）基于外表面积的总传热系数K0，kW/(m2·K)；
（2）冷却水的用量,kg/s；
（3）换热器管束所需的管数。
我要详细的结题过程，谢谢啦~~~

（1）以管外表面积Ao为基准：
1/Ko =do/(αidi)+(δdo)/(λdm)+1/αo
=0.025/(850*0.02）+ （0.0025*0.025）/(45*0.0225)+1/1700
=0.002121
得到：Ko=1/0.002121=471.6 W/(m2·K)
(2)
传热速率：
Q=m1c1(T1i－T1o) =1.25kg/s*1.9kJ/(kg·K)(350K-300K)
=118.75KJ/s
又Q=m2c2(T2o-T2i)=m2*4.174kJ/(kg·K)*（320K-290K)

得到:m2=0.95kg/s

(3）
∆t1/∆t2=50K/30K=1.67<2
所以：∆tm=（∆t1+∆t2）/2=40K

根据Q=KoAo∆tm得：
Ao=Q/(Ko*∆tm)=118.75KJ/s/（471.6 W/(m2·K)*40K）
=6.3 m2

一根管子的外表面积为A=3.14*0.025m*3m=0.2355 m2

所以需要6.3/0.2355=26.7=27根

(1)因为污垢热阻忽略不计，所以K=(1/α + δ/λ +1/α)^-1=(1/850 +45/0.0025+1/1700)^-1=5.55*10^-5
太烦，不做了