【浙江大学，2003，三，2】在一套管换热器中，用冷却水将空气由T1=100℃逆流冷却至T2=60℃，冷却水在Φ38×2.5mm的内管中流动，其进、出口温度分别为t1=15℃和t2=25℃，空气和水的流动Re数均大于10000。已知此时空气和水的对流传热系数分别为60 W/( m2·℃)和1500 W/( m2·℃)，水侧的污垢热阻为6×10 m·℃/W，空气侧的污垢热阻、管壁热阻可忽略不计。问：
（1）若将空气的流量增加20%（但保持空气的进口温度不变，水的流量和进口温度也不变），则与原来相比，总传热系数K、传热量Q的变化比率是多少？
（2）若水的流量增加20%（但保持水的进口温度不变，空气的流量和进口温度也不变），则此时K、Q的变化比率是否仍能达到第（1）小题的变化幅度？请予以定性分析。
解：（1）由
-4
2
本题是用传热单元计算法比较简单易行。
Ko?1?55.2W/(m2??C)
?1?do1?R??si???i?di?o?t1??t2?58.7?C ?t1ln?t2
?tm?
m1Cp1t2?t1??0.25 m2Cp2T1?T2
NTU1?T?TKA?12?0.68 m1Cp1?tm
当空气流量增加20%时，
?'?1.20.8??69.4W/(m2??C)
K'?1?63W/(m2??C)
?1?do1?R???si??i?di?o'm1'Cp1mCp?1.211?0.3?CR'
m2Cp2m2Cp2NTU1'?K'AK'A??0.647
m1'Cp11.2m1Cp1?'?1?exp[NTU1'(1?CR')]T?T'?0.45?12
CR'?exp[NTU1'(1?CR')]T1?t1解得T2'?61.8?C 所以
Q'm1'Cp1T1?T2'??1.15 Qm2Cp2T1?T2（2）空气热容量较小，如增加水流量的20%，则不能达到第1小题的变化幅度。
