【正确答案】解:已知:w
0=7200kg/h,t
1=25℃,t
2=85℃,r=2204kJ/kg,n=250,d
1=25mm,d=20mm,α
1=1×10
4W/(m
2·K),R=0.0004m
2·K/W,c
p=1kJ/(kg·K),λ=2.85×10
-2W/(m·K),μ=1.98×10
-2mPa·s=1.98×10
-5Pa·s。求:(1)w
1;(2)K,l;(3)K',t'
2。
(1)由题意得
w
1×r=w
0×c
p×(t
2-t
1)
w
1×2204kJ/kg=7200kg/h×1kJ/(kg·K)×(85℃-25℃)
解得w
1=196kg/h。
故饱和水蒸气的消耗量为196kg/h。
(2)气体的对流给热系数为

所以

则以管束外表面为基准,忽略管壁、管外热阻及热损失时

K=73.38W/(m
2·K)
故换热器的总传热系数K为73.38W/m
2·K。
热流量Q为

Δt
1=95℃,At
2=35℃

又传热速率方程为
Q=KAΔt
m=KnπdlΔt
m 1.2×10
5=73.38×250×π×0.025×l×60.1
解得l=1.39m。
故管长为1.39m。
(3)由题意知n=250-15=235,则气体的对流传热系数变为

解得K'=76.93W/(m
2·K)。
故换热器的总传热系数K'为76.93W/(m
2·K)。
由传热速率方程得
Q'=g
mc
p(t'
2-t
1)=K'A'Δt'
m=K'n'πdlΔt'
m 