上物性不随温度变化）。试求：
（1） 冬季时冷却水用量及蒸汽冷凝量各为多少 kg／h？
（2） 夏季时冷却水进口温度为 29℃，若冷却水用量与冬季相同，则夏季冷却水出口
温度为多少℃？蒸汽冷凝量将变为多少？
解：（1） l 1.5 75 40 di 0.02
Pr
Cp
4180 0.001 0.6
6.967
1/6
水将壳程中 100℃的蒸汽冷凝，蒸汽冷凝侧热阻、管壁及两侧污垢热阻忽略不计,不计热
损失。冬季时冷却水进口温度为 15℃，出口温度为 37℃。已知冷却水的比热 Cp=4180J
／(kg·℃)，粘度 μ=1cp,导热系数 λ=0.6W/(m·℃),蒸汽冷凝潜热 r=2.26×106 J／kg。（设以
T 90
T=123.83℃
（2）：空气量增大 25％， Ki i 1.250.8.i 83.7W/(m2 K)
Q
740 1.0051.25 3600
(t2
10)
83.7 1000
3.581
ln
t2 10 123.83 10
123.83 t2
t2 =88.17℃
以外表面积计
（1）
KO
第六章 传热典型计算例题
1. 在列管式换热器中，用饱和水蒸汽将空气由 10℃加热到 90℃，该换热器由 38 根
φ25×2.5mm、长 1.5m 的铜管构成，空气在管内作湍流流动，其流量为 740kg/h，比热为
1.005×103J/(kg·℃)，饱和水蒸汽在管间冷凝。 已知操作条件下的空气对流传热系数为
KO
1
1 1
2359W/(m2 K) 25
10000 3020.4 20
Ao 303.4159 0.025 2 4.712m2
Q qm2Cp2 (t2 t1) KO AOtm
Q
0.03
900
3.9
(t
63K, tm
85 2
63
74K
Ai 443.1416 0.021.5 4.147m2 Q 不计热损失，Q Ki Aitm qm2Cp2 (t2 t1) qm1r
506.58qm
0.8 2
4.147
74
qm2
4180
(37
15)
qm1r
冷却水用量qm2 13.8 kg s 4.97 104 kg h
T=124.2℃
（2）：空气量增大
25％， KO
1 8000
1
1 1.250.8.
70
25 20
66.44W/(m2
K)
Q
740 1.0051.25 (t2 3600
10)
66.44 1000
4.477
ln
t2 10 124.2 10
124.2 t2
t2 =88.11℃
2. 有一台列管式换热器，内有 φ25×2.5mm 钢管 44 根，管长 1.5m，单管程。管程中的冷却
70W/(m2·℃)，水蒸汽的冷凝传热系数为 8000 W/(m2·℃),管壁及垢层热阻可忽略不计。
（1）试确定所需饱和水蒸汽的温度；
（2) 若将空气量增大 25％通过原换热器，在饱和水蒸汽温度及空气进口温度均不变的情况
下，空气能加热到多少度？（设在本题条件下空气出口温度有所改变时，其物性参数可视为
Q qm2Cp2 (t2 t1) KO AOtm
Q
0.03
900
3.9
(t2
ห้องสมุดไป่ตู้
20)
1666.7 1000
5.967
ln
t2 20 110 20
110 t2
t2 28.1℃
(3)将 8 根坏管堵塞后,管程流量不变，速度增大为原来是 38/30=1.2667 倍，
仍为湍流，管程 α2=2500×1.26670.8= 3020.4 W/(m2·K)
不变）
解：以内表面积计
（1）Q o i Ki i 70W/(m2 K) Ai 383.4160.021.5 3.581m2
Q qm2Cp2 (t2 t1) Ki Aitm
Q
7401.005 (90 10) 3600
70 1000
3.581
90 10 ln T 10
16.527kW
1
1
55.65W/(m2 K)
1 25
8000 70 20
Ao 38 3.416 0.0251.5 4.477m2
Q qm2Cp2 (t2 t1) KO AOtm
Q
7401.005 (90 10) 3600
55.65 1000
4.477
90 10 ln T 10
16.527kW
T 90
验 Re diu
13.8
19977 10000,假设成立
44 0.785 0.02 0.001
蒸汽冷凝量qm1
4.97
104 4180 2.26 106
22
2022
kg
h
(2) Q Ki Aitm qm2Cp2 (t2 t1) qm1r
506.58
13.80.8
4.147
(100
29
2
t2
)
13.8
4180
(t2
29)
qm1r
解得：t2 47.38o C
验0.5 t2 t1 52.62 / 71 2
蒸汽冷凝量qm1
4.97
104
4180（47.38 2.26 106
29） 1690
kg
h
3. 在一单程列管式换热器内用 110℃的饱和蒸汽将某溶液加热,换热器由 38 根 φ25×2.5mm 的管子组成,长 2m,壳程为水蒸汽冷凝,其传热膜系数 α1=10000 W/(m2·K)，管程走溶液,流 量为 0.03m3/s,进口温度 t1=20℃,密度 900kg/m3,比热 3.9kJ/(kg·℃)，管壁和污垢热阻可以 忽略,管内溶液侧的传热膜系数 α2=2500 W/(m2·K)，管内为湍流，求：
（1）以外表面为基准的总传热系数 Ko ； （2）溶液的出口温度 t2 ； （3）若检修中发现有 8 根管子已损坏,将坏管堵塞后继续使用,此时换热器的总传热系数和 溶液出口温度将变多少？
2/6
解：（1）以外表面积计
KO
1
1
1666.7W/(m2 K)
1 25
10000 2500 20
(2) Ao 383.4159 0.025 2 5.967m2
设管内为完全湍流，Re 10000,蒸汽冷凝热阻、管壁、污垢热阻可略，不计热损失，有：
Ki
i
0.023
di
Re0.8
Pr0.4
0.023
0.6 0.02
6.9670.4
(
qm2
)0.8
44 0.785 0.02 0.001
506.58qm20.8
t1
100
15
85K, t2
100
37