习题课：传热计算习题课：传热计算 1 . 有一套管热交换器，用热水加热空气，内管为 的铜管，管内走空气，其流量为 比热为 ，需要从 加热到 ，热水走管外，流量为 ，比热为 ，逆流操作，测得温度由 降到 。假设流体在管内和管外流动为湍流流动。问： （1）在下列方程式中，四个温差 、 、 和 是否相等，分别为什么？为什么？ （2） 如果流动方向改为并流时，其平均温度差各为 多少？两种流动换热欲达到同样温度，哪一种 流动方式需要的管子长？（3）在传热过程中，水对壁的对流传热系数为 ， 壁对空气的对流传热系数为 ，传热系数为 问： 、 、 的值是否相等，为什么？ 若管内空气改为冷水，此时 、 、 是否相等，为什么？ （4）当空气流量增加到 时，要达到同样加热温 度，提出以下三种方案，你认为哪种可行？哪 种较好？ 管长增大一倍； 管子直径减小一倍； 管子改为非圆形管。2. 温度为20比热为 的溶剂以 的流率流过套管换热器内管，被加热至64，环隙内为170饱和水蒸气冷凝。换热器内管直径 ，总长 ，材料为钢，计算传热系数。如果将内管改为 的钢管，其他条件不变，求所需管长。 假设两种情况下蒸汽冷凝膜系数均为 ,液体在管内均为湍流，不考虑污垢热阻及热损失。 钢的导热系数 。1.解：（1）不相等，本题中分别为 因要保持一定的加热温度，所以热负荷不变即并流时的管子要加长。 （2） （3）设为平壁传热 （4）有利于传热，但增加能耗即可行这种方法比较方便有利于传热，但难于达到本题的要求。 设改为长方形管，且长宽比为6:1，而截面积与圆形一样，（以外表面计）（2）内管改为 的钢管原工况： 现工况： 2.解：（1） 由原工况可得： 解得： 则现工况： （以外表面计）即管长为