在一臺(tái)新套管換熱器中,冷卻水在φ25×2.5mm的內(nèi)管中流動(dòng),以冷凝環(huán)隙間的某飽和蒸汽。當(dāng)冷卻水的流速為0.4m/s和0.8m/s時(shí),測(cè)得基于內(nèi)管外表面的總傳熱系數(shù)分別為1200W/m2K和1700W/m2K。水在管內(nèi)為湍流,管壁的導(dǎo)熱系數(shù)為45w/m•K。水流速改變后可認(rèn)為環(huán)隙間冷凝的傳熱膜系數(shù)不變,試求: (1)當(dāng)水的流速為0.4m/s時(shí),管壁對(duì)水的對(duì)流傳熱系數(shù)為多少? (2)管外蒸汽冷凝的對(duì)流傳熱系數(shù)為多少? (3)若操作一段時(shí)間后,水流速仍維持0.4m/s,但測(cè)得的總傳熱系數(shù)比操作初期下降10%,試分析可能的原因,并論述此時(shí)蒸汽的冷凝量是否也下降10%。
有一逆流套管換熱器,由φ57×3.5mm與φ89×4.5mm鋼管組成。甲醇在管內(nèi)流動(dòng),流量為5000kg/h,由60℃冷卻到30℃,甲醇側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù)為1512W/m2·℃,冷卻水在環(huán)隙流過(guò),入口溫度20℃,出口溫度35℃,忽略熱損失、管壁及污垢熱阻,且已知甲醇平均比熱為2.6kJ/kg·℃,定性溫度下水的黏度為0.84cp,導(dǎo)熱系數(shù)為0.61W/m2·℃,比熱為4.174kJ/kg·℃,密度為1000Kg/m3,冷水在環(huán)隙中流動(dòng)的對(duì)流傳熱系數(shù)可由下式計(jì)算: 1.冷卻水用量是多少? 2.總傳熱系數(shù)K是多少? 3.所需套管長(zhǎng)度是多少?