Question

化工原理计算题，急‘‘‘帮忙啊，谢谢拉！

一套管换热器（管长为1.75m，内管采用Φ25Χ2.5mm，外管采用Φ60Χ3.5mm的钢管）用饱和水蒸汽来加热空间，空气走内管，管间为蒸气冷凝，蒸气侧对流传热系数为10000(W/㎡•K)．已知空气的进出口温度为20℃和60℃，流量为12.715kg/h，试求：
1．换热器的热负荷Q，kW？
2．空气侧对流给热系数ai,W/(㎡•K)?
3.求以内管外表面积为基准的总传热系数K，W/(㎡•K)?
4．试求传热的平均温差△tm,℃
注1．过程中可以不计热损失，2．计算过程中可以忽略两侧污垢热阻及管壁热阻3．空气的物性可以视为常数，取值如下：密度1.128kg/m3,比热1.005kJ/(kg.K),导热系数0.0276W/(m.K),粘度19.6*10-6Pa.s

请解答的高人们付上解答步骤啊，谢谢拉

Answer 1

这是一道很基础的传热计算题！
1：直接可以根据公式求出 Q=WC（T2-T1）
2：我主要帮你计算第二个问
题中没告诉压力条件，我们似为常压空气。
则，定性温度T(m)=（20+60）/2=40 查得物性 密度1.128kg/m3,比热1.005kJ/(kg.K),导热系数0.0276W/(m.度),粘度1.91*10-5Pa.s 普兰常数Pr=0.699
套管的环隙截面积A=（3.14/4）*（0.0539(2次方）-0.020（2次方）=0.001891065m2
空气质量速度G=(12.715/3600)* 0.001891065=1.867701239
套管环隙的当量直径=0.053-0.020=0.033
雷洛数=0.033*1.867701239/1.91*10-5Pa.s=3226.9183 即按湍留计算
α=0.023*（0.0276/0.033）*3226.9183(0.8次方） *0.699（0.4次方） =10.6892
3：忽略两侧污垢热阻及管壁热阻
则可直接根据公式求出
4：Q=KS△tm （Q：第一问求出；K：第三问求出；S:第二问中求出）