作，两种油的流量、物性数据、初温和传热系数皆与逆流时相同，试问并流时柴油可冷却到多少温度？
解：逆流时：Qh?QcWhCph?T?WcCpc?t则WhCph(150?50)?WcCpc(60?20)?tm?(95?30)ln(95/30)?56.40CQ?KS?tm?KS?1.862WhCph并流时：Qh?QcWhCph?T?WcCpc?t'则WhCph(155?T2')?WcCpc(t2?20)'''?tm?[135?(T2'?t2)]/ln135/(T2'?t2)'Q?KS?tm(1)(2)
'联立方程（1）（2）解得：T2'?64.70Ct2?54.40C即并流时柴油冷却到64.70C34）一套管换热器，冷、热流体的进口温度分别为55℃和115℃。并流操作时，冷、热流体的出口温度分别为75℃和95℃。试问逆流操作时，冷、热流体的出口温度分别为多少？假定流体物性数据与传热系数均为常量。
解：并流时：Qh?QcWhCph?T?WCCpC?t则WhCph（115?95）?WCCpC（75?55）?WhCph?WCCpC?tm?(60?20)/ln60/20?36.410CQ?KS?tm?KS?0.55WhCph'逆流时：WhCph（115?T2'）?WCCpC（t2?55）'?115?T2'?t2?55??t1?T2'?55?t2?115?T2'??t1??t2''??tm?(?t1??t2)/2?30?(T2'?t2)/2'115?T2'?0.55[30?(T2'?t2)/2]'115?T2'?t2?55'解得T2'?93.70Ct2?76.30C
35）一列管换热器，管外用2.0×105Pa的饱和水蒸汽加热空气，使空气温度从20℃加热到80℃，流量为20000kg/h，现因生产任务变化，如空气流量增加50%，进、出口温度仍维持不变，问在原换热器中采用什么方法可完成新的生产任务？
解：200kPa饱和水蒸气温度为：T?120.20C?tm?(120.2?20)?(120.2?80)/ln(120.2?20)/(120.2?80)?65.70C??空《?气?K??空Q?KS?tm?65.7ks?Q'?K'S?tm'0.8K'??‘?1.5?空?1.38K空'Q'?1.38KS?tm'Q'?1.5Q??tm?71.40C?空气的进出口温度不变'??tm?60/ln(T'?20)/(T'?80)T'?125.570C查的饱和水蒸气压力为234.3kPa,所以可通过调节饱和蒸汽压力至234.3kPa完成新任务。’
36）在一单管程列管式换热器中，将2000kg/h的空气从20℃加热到80℃，空气在钢质列管内作湍流流动，管外用饱和水蒸汽加热。列管总数为200根，长度为6m，管子规格为φ38×3mm。现因生产要求需要设计一台新换热器，其空气处理量保持不变，但管数改为400根，管子规格改为φ19×1.5mm，操作条件不变，试求此新换热器的管子长度为多少米？
解：?据题意Q?Q'Q?KS总?tm??0???i?Ki??iui'/ui?ndi2/(ndi'2)?i?ui0.8?di0.2??i'/?i?(ui'/ui)0.8?(di/di')0.2?i'/?i?(200?322/(400?162)0.8?(32/16)0.2?2??i'/?i?2?Ki'?2KiS总?nL?di‘'''S总?nL?di'‘''Q'?Ki'S总?tm?2KinL?di?tmQ?KiS总?tm?KinL?di?tmL'?1/2?(n/n')?(di/di')?L?3m
37）在单程列管换热器内，用120℃的饱和水蒸汽将列管内的水从30℃加热到60℃，水流经换热器允许的压降为3.5Pa。列管直径为φ25×2.5mm，长为6m，换热器的热负荷为2500kW。试计算：①列管换热器的列管数；②基于管子外表面积的传热系数K。
假设：列管为光滑管，摩擦系数可按柏拉修斯方程计算，
t?。
30?60?452解：(1)℃
45℃时水：? = 990kg/m3 ,Cp = 4.174×103 J/(kg℃)，? = 64.03×10-2W/(m℃)
? = 60.12×10-5Pa?s ，Pr = 3.925
L?u20.3164L?u20.3164?6?9901.753?p????????u?35.?100.250.25d2d2du?0.020?990??????2?0.020???????6012.?10?5? ∴ u = 1.00m/s
60?30?tm??7399.120?30ln120?60 ℃
设管壁及污垢热阻可略 ∵?0＞＞?i ∴Ki = ?i 对一根管，
??Q??d2?u???C(t?t)??0.022?100.?990?4174?(60?30)iip2144
4
= 3.895×10 W
又Q??Ko?doL??tm，即 3.895?104 = 5.23?103???0.02?6?73.99 ∴ Ko= 1.117×103 W/(m2?℃) (2) Q总?nQ?
2500?103n??64.243895.?10∴ 取n为64根。
38）有一立式单管程列管换热器，其规格如下：管径φ25×2.5mm，管长3m，
管数30根。现用该换热器冷凝冷却CS2饱和蒸汽，从饱和温度46℃冷却到10℃。CS2走管外，其流量为250kg/h，冷凝潜热为356kJ/kg，液体CS2的比热为1.05kJ/(kg·℃)。水走管内与CS2呈逆流流动，冷却谁进出温度分别为5℃和30℃。已知CS2冷凝和冷却时传热系数（以外表面积计）分别为
和
Q?Whr?Cp?Ts?T2??。问此换热器是否合用？
250356?105.??46?10???27.35?3600解：kJ/s
设换热器上部为蒸汽冷凝段,以下标“1”表示,下部为冷却段,以“2”表示
Q?2503600?356?24.72则 1 kJ/s T1=46℃ ????
Q2?2503600?105.?36?2.63 kJ/s t2=30℃ Q1 Q2 T2=10℃
设冷水Cp为常量，则上下两段分界处t3： t3 t1=5℃
?t2?t3?Q1?Q?t2?t1?
??24.72即
27.35??30?t?3?30?5? ∴t3 = 7.4℃
Q1A1??K1?tm,1于是：24.72?103?414.30?7.4232.6??46?7.4?ln???46?30?m2 2.63?103?137.46?7.4?10?5????1168.??46?7.4?ln???10?5?m2
Q2A2??K2?tm,2
∴A = A1＋A2 = 4.14＋1.37 = 5.51m2(以外表面积计) 现有换热器A＇= n?d0L = 30???0.025?3 = 7.07 m2＞ A 故能适用。
39）现有两台规格完全一样的列管换热器，其中一台每小时可以将一定量气体自80℃冷却到60℃，冷却水温度自20℃升到30℃，气体在管内与冷却水呈逆流流动，已知总传热系数（以内表面积为基准）Ki为40 W/(m·℃)。现将两台换热器并联使用，忽略管壁热阻、垢层热阻、热损失及因空气出口温度变化所引起的物性变化。试求：①并联使用时总传热系数；②并联使用时每个换热器的气体出口温度；③若两换热器串联使用，其气体出口温度又为多少（冷却水进出每个换热器的温度不变）？
解：单台：Wh?Cph(T1－T2) = Wc?Cpc(t2－t1)
Wh?Cph∴Wc?Cpc?t2?t130?20??05.T1?T280?60
?tm?Wh?Cph(T1－T2) = Ki?Ai??tm，
Wh?CphKi??tm40?44.8???89.6T1?T280?60∴Ai
50?40?44.850ln40℃
??K??.0.8?i?05.0.8?40?22.97W/(m2?℃) i?05二台并联：i
??(80?t2)?(T2?20)89.6???(T1?T2)?195.?(80?T2)??2?22.9780?t2ln?T?202即……①
??Wh?Cph(T1?t2)?(T2?t1)?(T1?T2)???Ki?2AiT1?t2ln?T2?t1
Wh?CphW?C又 cpc由①、②式联立，解得 T2?= 57.6℃，t2?= 31.2℃
??Wh?Cph(T1?t2)?(T2?t1)?(T1?T2)??Ki?2AiT1?t2ln?T?t12二台串联：
?t2?20?05.??80?T2 …………………………………………②
??(80?t2)?(T2?20)89.6???(80?T2)?112.?(80?T2)??2?4080?t2ln?T?202即: ………③
?Wh?Cpht2?20?05.??Wc?Cpc80?T2又： ……………………………………………④
③、④式联立，解得：T2?=48.2℃ ， t2? = 35.9℃
40）拟设计一台列管换热器，20kg/s的某油品走壳程，温度自160℃降至115℃，热量用于加热28kg/s的原油。原油进口温度为25℃，两种油的密度均为870kg/m3。其他物性数据如下：
名称 原油 油品 解：(略)
CP kJ/(kg·℃) 1.99 2.20 μ Pa·s 2.9×10-3 5.2×10-3 λ W/(m·℃) 0.136 0.119