【評論主題】37. 某逆流式套管熱交換器,使用120℃水蒸汽來加熱冷水,水蒸汽以恆溫的冷凝水離開熱交換器,冷水流率為500kg/s,入口溫度為 40℃,出口溫度為 80℃,平均比熱為1.0kcal/kg•K。(總
【評論內容】
這是一個水冷卻的熱交換器,根據能量平衡原則,冷水的熱損失必須等於水蒸氣的熱增加。因此,我們可以使用以下公式計算所需的熱傳面積:
Q = mCp(T2-T1) = UAΔT
其中,Q 是熱量,m 是冷水的質量流率,Cp 是冷水的平均比熱,T1 和 T2 分別是冷水的入口和出口溫度,U 是總包熱傳係數,A 是熱傳面積,ΔT 是冷水的平均溫度差 (ΔT = (T2-T1)/ln(T2/T1))。
將已知值代入公式中,可以得到:
Q = 500 kg/s * 1.0 kcal/kg•K * (80℃-40℃) = 20,000 kcal/s
ΔT = (80℃-40℃) / ln(80℃/40℃) = 57.77℃
因此:
A = Q / (U * ΔT) = 20,000 kcal/s / (200 kcal/hr•m2•℃ * 57.77℃) = 1.73m2
四捨五入到兩個有效數字,所以答案是 (A) 1.73m2。