问答题

【计算题】
有一套管换热器，内管为φ54×2mm，外管为φ116×4mm的钢管。现用120℃的饱和水蒸气加热苯，使苯由50℃加热至80℃，苯在内管中以4000kg/h的流量流动，试求：
（1）加热蒸汽消耗量
（2）所需套管的有效长度
（3）由于某种原因，加热蒸汽的温度降为110℃，苯的出口温度将变为多少？（假设a苯不变，在50～80℃范围内，苯的物性为c_p=1.86kJ/kg˙℃，μ=3.9×10^-4Pa˙s，λ=0.145W/m˙℃，ρ=880kg/m³，钢的导热系数为45W/m˙℃，120℃时水蒸气冷凝潜热r=2205kJ/kg，蒸汽侧对流传热系数a_汽=10000W/m˙℃，壁两侧垢层热阻及换热器损失均可忽略，加热蒸汽冷凝液在饱和温度下排出。）

答案：

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【计算题】
有一套管换热器，管内为φ54×2mm，套管为φ116×4mm的钢管，内管中苯被加热，苯进口温度为50℃，出口温度为80℃，流量为4000Kg/h。环隙为133.3℃的饱和水蒸气冷凝，其汽化热为2168.1KJ/Kg，冷凝传热膜系数为11630W/m²˙K。苯在50℃~80℃之间的物性参数平均值为密度ρ=880KJ/m³，比热c_p=1.86KJ/Kg˙℃，粘度μ=0.39×10^-3Ns/m²，导热系数λ=0.134W/m˙K，管内壁垢阻为0.000265cm²/W，管壁及管外侧热阻不计。试求：
（1）加热蒸汽消耗量
（2）所需的传热面积（以内管外表面计）。
（3）当苯的流量增加50%，要求苯的进出口温度不变，加热蒸汽的温度应为多少？

答案：

【计算题】
一长度为3m、管外径为131mm、管内通有123℃饱和蒸汽的竖直加热管。管外壁的温度为120℃，周围空气的温度为20℃，试求：
（1）每米管道因自然对流而产生的热损失为多少？
（2）若管外包一层40mm的保温层后，保温层外表面温度降至60℃，上述热损失减至多少？

答案：
即加了保温层后，每米管道的热损失由原来的281W/m减至88.7W/m。
此题亦可采取简化的方法：...