化工单元操作：换热器异常现象及处理方法

具体异常现象及处理方法见表2 -12。

表2-12　异常现象及处理方法

续表

复习与思考

1.试述换热器的分类，各种类型换热器的结构特点及工业应用。

2.传热的基本方式有哪几种? 各自的特点是什么?

图2-23

3.什么是对流传热? 试分析对流传热的机理。

4.由不同材质组成的两层等厚平壁，联合导热，温度变化如图2 -23 所示。试判断它们的导热系数的大小，并说明理由。

5.对流传热膜系数α 的影响因素有哪些? 如何提高对流传热膜系数?

6．用牛顿冷却定律分析传热壁面的温度为什么总接近α 较大侧的流体温度?(www.xing528.com)

7.试述采用不同流向时平均温度差的大小以及各自特点。

8.为什么逆流操作可以节约加热剂或冷却剂的用量?

9.什么叫强化传热，强化传热的有效途径是什么? 可采取哪些具体措施?

10.在列管换热器中，确定流体的流动空间时需要考虑哪些问题?

计算题

1.有一φ108mm×4mm 的管道，内通以200kPa 的饱和蒸气。已知其外壁温度为110℃。内壁温度以蒸气温度计。试求每米管长的导热量。

2.水在一圆形直管内呈强制湍流时，若流量及物性均不变，现将管内径减半，则管内对流传热系数为原来的多少倍?

3.用一列管换热器来加热某溶液，加热剂为热水。拟定水走管程，溶液走壳程。已知溶液的平均比热容为3.05kJ/( kg·K) ，进出口温度分别为35℃和60℃，其流量为600kg/h;水的进出口温度分别为90℃和70℃。若不考虑热损失，试求热水的消耗量和该换热器的热负荷。

4.在一釜式列管换热器中，用280kPa 的饱和水蒸气加热并汽化某液体( 水蒸气仅放出冷凝潜热) 。液体的比热容为4. 0kJ/( kg·K) 。进口温度为50℃，其沸点为88℃，汽化潜热为2200kJ/kg，液体的流量为1000kg/h。忽略热损失，求加热蒸汽消耗量。

5.用一单壳程四管程的列管换热器来加热某溶液，使其从30℃加热至50℃，加热剂则从120℃下降至45℃，试求换热器的平均温度差。

6.在某列管换热器中，管子为φ25mm ×2.5mm 的钢管，管内外的对流传热系数分别为200W/( m2·K) 和2500W/( m2·K) ，不计污垢热阻，试求:(1) 此时的传热系数;(2) 将αi 提高1 倍时( 其他条件不变) 的传热系数;(3) 将αo 提高1 倍时( 其他条件不变) 的传热系数。

7.为了测定套管式甲苯冷却器的传热系数，测得实验数据如下:冷却器传热面积为2.8m2，甲苯的流量为2000kg/h，由80℃冷却到40℃。冷却水从20℃升高到30℃，两流体呈逆流流动，试求所测得的传热系数，水的流量为多少?

8.用列管式冷却器将一有机液体从140℃冷却至40℃，该液体的处理量为6t/h，比热为2.303kJ/kg·℃。用一水泵抽河水作冷却剂，水的温度为30℃，在逆流操作下冷却水的出口温度为45℃。总传热系数为290.75W/( m·℃) ，温度差校正系数为0.8。试计算:(1) 冷却水的用量［水的比热为4.187kJ/( kg·℃) ］; (2) 冷却器的传热面积; (3) 若水泵的最大供水量为7L/s，采用并流操作是否可行?