有一内管为φ180×10mm的套管换热器，将流量为7000kg/h的某液态有机物从100℃冷却到60℃，其平均比热为2.38kJ/（kg?℃），套管环隙走冷却水，其进出口温度分别为40℃和50℃，平均比热为4.174kJ./（kg?℃），基于传热外面积的总传热系数K=1000w/（m2?℃），且保持不变，设热损失可以忽略。试求：（1）冷却水用量；（2）计算两流体分别为逆流和并流下的平均温差及管长。

正确答案：（1）冷却水用量Wc

由热量横算方程：Whcph（T1-T2）=Wccpc（t1-t2）（2分）

7000×2.38×（100-60）=Wc×4.174×（50-40）

∴Wc=15964kg.h-1（2分）

（2）由对数平均温度差上传图片（2分）

逆流：Δt2=（100-50）=50℃

Δt1=（60-40）=20℃

Δt逆=（50-20）/ln（50/20）=32.75℃（2分）

并流：Δt2=（100-40）=60℃

Δt1=（60-50）=10℃

Δt并=（60-10）/ln（60/10）=27.9℃（2分）

Q=KAΔtmQ=Whcph（T1-T2）=166600kJ.h-1

A逆=166600×103/（2000×32.75×3600）=0.7m2

πd0l=0.7×3.14×0.18×l=0.75

∴l=1.25m（2分）

A并=166600×103/（2000×27.9×3600）=0.83m2

14×0.18×l=0.83

∴l=1.46m（2分）