Q?K(t2'?t1)i'2Ai?mCp(t2'?t1)得 lnT?t1T?t2't2'?114.8?C
【天津大学，1995，四】有一列管式换热器，用120℃的饱和水蒸气加热某种气体，冷凝水在饱和温度下排出，气体由20℃升高到80℃，气体在列管内呈湍流流动。若气体流量增加50%，而气体进入列管换热器的温度、压强不变。试计算加热蒸汽量为原用量的倍数。管壁热阻、污垢热阻及热损失可忽略，且气体的物性可想为不变。加热蒸汽温度不变。 解：由题意
m2'm?1.5，则u'?1.5u 2?'?1.50.8?
由Q??A?tm?m2Cp2(t2?t1)得
?'lnT?t1T?t2'm2'??lnT?t?
1m2T?t2解得t2'?77.04?C
m1'm?t2'?t1t?m2'?1.43 12?t1m2【天津大学，1996，四】现有一列管式换热器，有Φ25×2.5mm的钢管300根，管的有效长度为2m。要求将8000kg/h的空气于管程由20℃加热至85℃，采用108℃的饱和蒸汽于壳程冷凝加热，冷凝液在饱和温度下排出，蒸汽冷凝的传热系数为1×104
W/( m2
·℃)，空气的对流传热系数为90 W/( m2·℃)，管壁及两侧污垢热阻均可忽略，且不计热损失，空气在平均温度下的比热为1KJ/（kg·℃）。试求：
管内介质的流量增大时，导致被加热流体的出口温度降低。
本题着重对换热器一章各参数计算方法的考察，做题时应循序渐进。
1、换热器的总传热系数KO;
2、通过计算说明该换热器能否满足要求； 3、通过计算说明管壁温度接近于哪一侧流体的温度。 解：1、由
d11??o Ko?O?idi
d0?25mm?0.025mdi?20mm?0.02m
解得Ko?71.5W/(m2?K) 2、?tm??t1??t2?48.44℃ ?t1ln?t2Q?m2Cp2(t2?t1)?1.44?105W
?A需要Q??41.7m2 Ko?tmA实际?n?d0l?300???0.025?2?47.1m2A实际?A需要故，该换热器可以满足需要。
3、由2知，常压空气经换热后的出口温度大于85℃设实际出口温度为t2’,则有：
(t'?t)QO?mCp(t2'?t1)?KoA实际21 ①
T?t1lnT?t2'QO??OA实际(TW?T) ② 由①得，t2'?88.67?C 代入②得，Tw?108.3℃ 即壁温更接近热流体侧的温度。
【天津大学，1997，三】有一管程为单程的列管换热器，由Φ25×2.5mm、长2.5m的20根钢管组成，用120℃饱和水蒸气加热某冷液体（冷凝液在饱和温度下排出），该冷液体走管内，进口温度为25℃，
比热为1.58 KJ/（kg·℃），流量为1500kg/h，管外蒸汽的冷凝传热系数为1.0×104W/( m2·℃)，管内对流传热的热阻为管外蒸汽冷凝传热热阻的6倍，求：
（1）基于管外表面积的总传热系数K0； （2）冷液体的出口温度。
（换热器的热损失、管壁及两侧污垢热阻均可忽略不计） 解：（1）由
1?1?do得K2Ko?1176.5W/(m?K) o?O?idi（2）Q?KA?tm?m2Cp2(t2?t1) 解得
【浙江大学，2000，四，2】某厂采用一套管式换热器冷凝2000kg/h甲苯蒸汽，冷凝温度为110℃，甲苯的汽化潜热为363KJ/kg,其冷凝传热系数为5600W/m2·℃。冷却水于20℃及5000kg/h的流量进入套管内管（内管尺寸Φ57×3.5mm）。水的物性可取为：密度为995kg/m3；比热容为4.174 KJ/（kg·℃）；导热系数为0.62 W/( m2·℃)；黏度为8×10-4Pa·s。忽略壁及垢层的热阻，且不计热损失，求： （1）冷却水的出口温度及套管管长；
（2）由于气候变热，冷却水进口温度升为30℃，在水流量不变的情况下，该冷凝器能冷凝多少苯蒸汽。 解：（1）由Q?m1??m2Cp2(t2?t1)代数得
t2?54.8?C
u?V2 n?di4Re?diu?4??4.42?10?104
由本题可以看出，当冷却水进口温度升高而进水量不变的情况下，冷凝器的处理量变小。
Pr?cP???5.39
??i?0.023?dRe0.8Pr0.4?2912W/(m2?K)
i由
11dK???o得Ko?1754.2W/(m2?K) oO?idi又?t?t??t2m?1?71.2?C
ln?t1?t2Q?KA?tm?K?dl?tm
解得l?10.3m
（2）Q?KA?tm'?m2Cp2(t2'?t1) 整理解得t2'?64.2?C 由Q?m1??m2Cp2(t2'?t1)得
m1?1967kg/h
【浙江大学，2001，四，2】一列管式换热器，传热面积为12m2。拟用流量为3200kg/h的水（比热容Cp=4.18KJ/(kg·K)）逆流冷却流量为7500kg/h、初温为95℃的油（比热容Cp=2.1KJ/(kg·K)），水的进口温度存在波动，为15±4℃。现要求油的出口温度低于67℃，问此换热器是否能满足要求？已知总传热系数为250W/( m2·℃)。 解：取进口温度为19℃
Q?m1Cp1(T1?T2)?m2Cp2(t2?t1)
解得t2?52?C Q?122.5kW
故?t?t1??t2m??45.5ln?t?C
1?t2?A2需要?QKt?10.8m o?m该换热器可以满足要求。
要核对换热器是否满足要求，就要考虑最高进口水的温度。
