查温度差校正系数图，得? 得
??0.9?44.8?40.3?tm???t?tm?t?0.9，所以
o
C
（3）由R、P值查二壳程的温度差校正系数图，
o
??t?0.98所以
??0.98?44.8?43.9?tm???t?tmC
13. 在逆流换热器中，用初温为20oC的水将
o
1.25kg/s的液体［比热容为1.9kJ/（kg·C）、密度为
850kg/m3］，由80oC冷却到30oC。换热器的列管直径为?25×2.5mm，水走管方。水侧和液体侧的对流传热
oo系数分别为0.85 kW/（m2·C）和1.70 kW/（m2·C），
污垢热阻可忽略。若水的出口温度不能高于50oC，试求换热器的传热面积。 解：由传热速率方程知
S0?QK0?tm
kw
o
其中
Q?Whcph?T1?T2??1.25?1.9?80?30??119?tm??t2??t1ln?t2?t1??80?50???30?20?ln3010?18.2C
1K0?11?0?bd0?dm1?1?i?d0di?11700?0.002545?2522.5?1850?2520
??4720.00212o
W/（m2·C）
所以
S0?119?103472?18.2?13.9m2
14. 在并流换热器中，用水冷却油。水的进、出口温度分别为15 oC和40 oC，油的进、出口温度分别为150 oC和100 oC。现因生产任务要求油的出口温度降至80 oC，假设油和水的流量、进口温度及物性均不变，若原换热器的管长为1m，试求此换热器的管长增至若干米才能满足要求。设换热器的热损失可忽略。 解：平均温度差为
?tm??150?15???100?40?ln13560?92.5o
C
由热量衡算得
WhcphWccpc?t2?t1T1?T2?40?15150?100?0.5
当油的出口温度降至80 oC时，由热量衡算得
? Q?Wc?150?80??Wc??t?15?? ??hphcpc2 解得 t?=50 oC
2
?tm???150?15???80?50?ln13530?70o
C
由传热速率方程可分别得 原换热器 W 新换热器 W 所以
hcph?150?100??KS?tm?K?n?dL?92.5
h?cph?150?80??KS??tm?K?n?dL??707092.5??1?1.855070
L??m
15. 重油和原油在单程套管换热器中呈并流流
动，两种油的初温分别为243oC和128oC；终温分别为167oC和157oC。若维持两种油的流量和初温不变，而将两流体改为逆流，试求此时流体的平均温度差及它们的终温。假设在两种流动情况下，流体的物性和总传热系数均不变化，换热器的热损失可以忽略。 解：以上标“'”表示并流的情况。由传热速率和热量衡算式知： Q??K
????Whcph??T1?T2???Wccpc??t2?t1??????0?tm
Q?K0?tm?Whcph?T1?T2??Wccpc?t2?t1?
两式相除，得
?tm??T1?T2???t2?t1t2?t1?tmT1?T2
（a）
将和比定律应用于上式，得
?tm??????T1?T2?????t2?t1???????tm????T1?T2?????t2?t1???????T1??T2???t2?t1???T1?t2???T2?t1?
而
?243?167???157?128?t2??t1??47?t2??t1
??243?128???167?157?tm?115ln10ln?t2?t1?47?t2??t1?143??43o
C
所以
ln?t2??t1
?t2?t1?4743?1.093
?t2?t1?e1.093?2.98
?
?243?t2??2.98?T2?128 或 （b） 由式a得
t2??2.98?T2?128??243
243?167243?T2?157?128t2?128
即 （c）
t2?0.38?243?T2??128 联立式b和式c解得 t2=161.3 oC T2=155.4 oC 所以
?tm??t2??t1ln?t2?t1??243?161.3???155.4?1281.093??49.7o
C
16. 在一传热面积为50m2的单程列管换热器中，用水冷却某种溶液。两流体呈逆流流动。冷水的流量为33000kg/h，温度由20oC升至38oC。溶液的温度由110oC降至60oC。若换热器清洗后，在两流体的流量和进口温度下，冷水出口温度增到45 oC。试估算换热器清洗前传热面两侧的总污垢热阻。假设：（1）两种情况下，流体物性可视为不变，水的平均比热容可取
o
为4.187 kJ/（kg·C）；（2）可按平壁处理，两种工况
下α i和α o分别相同；（3）忽略管壁热阻和热损失。 解：先求清洗前总传热系数K，由
?tm??110?38???60?20?ln110?3860?20??54.4o
C
?20??254 所以
K?QS?tm33000?4.187?103?383600?50?54.4o
W/（m2·C）
再求清洗后总传热系数K0，由热量衡算求溶液出口温度，即
Wccpc110?60????45?20??40.6T2?T1??t2?t1???110???Whcph38?20o
C
?tm???110?45???40.6?20?ln110?4540.6?203?38.6o
C
o
W/（m2·C）
K??33000?4.187?10?45?20?3600?50?38.6?497传热面两侧总污垢热阻分别为 （a） （b）
式a减式b，得 ?RS1K?1?0?1?i??RS?1254
1K??1?0?1?i?1497
?1254?1497?1.925?10?3o m2·C/W
17. 在一单程列管换热器中，用饱和蒸汽加热原料油。温度为160 oC的饱和蒸汽在壳程冷凝（排出时为饱和液体），原料油在管程流动，并由20 oC加热到