问答题

共用题干题

一单壳程、单管程列管式换热器，由多根Φ25×2.5mm的钢管组成管束，管程走有机溶液，流量为15吨/h，流速取为0.5m/s，壳程通入130℃的饱和水蒸汽，将有机溶液从20℃加热到50℃。已知有机溶液的特性资料为：比热cp =1.76kJ/（kg·K），密度为ρ=884.2kg/m³， 粘度μ=0.8cP，导热系数λ=0.143W/（m·K），蒸汽冷凝对流传热系数为10000W/（m²·K），钢的导热系数为 45W/（m·K），垢层热阻忽略不计。

在有机溶液的初始温度和流量不变的情况下，若要将上述换热器的传热率Q提高40％以上，可以考虑如下两种方案修改原设计：方案一：提高加热蒸汽温度，但换热器结构尺寸不变；方案二：加热蒸汽温度不变，改单管程为双管程，但管径、管长和总管数不变。请通过计算说明哪种方案比较合适（提示：蒸汽冷凝对流传热系数可视为不变。）