计算题

在下列各种列管式换热器中，某种溶液在管内流动并由20℃加热到50℃。加热介质在壳方流动，其进、出口温度分别为100℃和60℃，试求下面各种情况下的平均温度差。
（1）壳方和管方均为单程的换热器。设两流体呈逆流流动。
（2）壳方和管方分别为单程和二程的换热器。
（3）壳方和管方分别为二程和四程的换热器。

问答题在常压下用列管换热器将空气由200℃冷却至120℃，空气以3kg s的流量在管外壳体中平行于管束流动。换热器外壳的内径为260mm，内径Ø25×2.5mm钢管38根。求空气对管壁的对流传热系数。

问答题蒸汽管道外包扎有两层导热系数不同而厚度相同的绝热层，设外层的平均直径为内层的两倍。其导热系数也为内层的两倍。若将二层材料互换位置，假定其它条件不变，试问每米管长的热损失将改变多少？说明在本题情况下，哪一种材料包扎在内层较为合适？

问答题如附图所示。为测量炉壁内壁的温度，在炉外壁及距外壁1 3厚度处设置热电偶，测得t2=300℃，t3=50℃。求内壁温度t1。设炉壁由单层均质材料组成。

问答题如附图所示。某工业炉的炉壁由耐火砖λ1=1.3W （m·K）、绝热层λ2=0.18W （m·K）及普通砖λ3=0.93W （m·K）三层组成。炉膛壁内壁温度1100℃，普通砖层厚12cm，其外表面温度为50℃。通过炉壁的热损失为1200W m2，绝热材料的耐热温度为900℃。求耐火砖层的最小厚度及此时绝热层厚度。设各层间接触良好，接触热阻可以忽略。

问答题在一传热面积为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。冷却水的流量为36000kg h，其温度由20℃升高到38℃。溶液温度由110℃降到60℃。若换热器清洗后．在两流体流量和进口温度不变的情况下，冷却水的出口温度升到45℃。试估算换热器在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为4.187kJ （kg·℃）；（2）可按平壁处理，两种工况下αi、αo分别相同；（3）忽略管壁热阻和换热器的热损失。