化工原理習題課.docx

1.某固體壁厚b=500mm,其導熱系數(shù))。已知壁的一側流體溫度230C,其對流傳熱系數(shù)a=50W/(m.);另一側流體溫度t=30,對流傳熱系數(shù)m2).若忽略污垢熱阻，試求：（1）熱通量q; （2）距熱壁面mm處的壁溫t。解： （1）熱通量q =)/W q= (2) 壁溫 q= =230-378(=2132、某燃燒爐的平壁由下列三種磚依次砌成；耐火磚 b1=230mm， l1=1.05 W/(m)絕熱磚 b2=230mm， l2=0.151W/(m)建筑磚 b3=240mm， l3=0.93W/(m) 已知耐火磚內側溫度為1000，耐火磚與絕熱磚界面處的溫度為940，要求絕熱磚與建筑磚界面處的溫度不得超過138，試求：（1） 絕熱層需幾塊絕熱磚； （2） 普通磚外側溫度為多少？解：（1）b2=?230mmb2=442mm，即已有傳熱面積大于所需傳熱面積，所以此換熱器合用。4.有一套管式換熱器，內管為 的鋼管，內管中有質量流量為3000kg/h的熱水，從90冷卻到60。環(huán)隙中冷卻水從20升到50?？倐鳠嵯禂?shù) 。試求：(1)冷卻水用量；(2)并流流動時的平均溫度差及所需傳熱面積；(3)逆流流動時的平均溫度差及所需傳熱面積5.重油和原由在單程套換熱器中呈并流流動，糧站油的初溫分別為243和128；終溫分別為167和157 。若維持兩種油的流量和初溫不變，而將兩流體改為逆流，試求此時流體的平均溫度差及他們的終溫。假設在兩種流動情況下，流體的無性和總傳熱系數(shù)均不變，換熱器的熱損失可以忽略。解：由題意得：并流時：熱流體（重油）：T1=243 T2=167冷流體（原油）：t1=128 t2=157 Q =WhCph（T1 - T2 ）=76 WhCph =WcCpc（t2-t1）=29WcCpc=K0S0tm tm =（t1- t2）/ln（t1/t2）=43 改為逆流后：熱流體（重油）：T1=243 T2，=？冷流體（原油）：t2，=？ t1=128 同理：Q ，=WhCph（T1 - T2， ）=（243- T2，）WhCph =WcCpc（t2，-t1）=（t2，-128）WcCpc=K0S0，tm，29/（t2，-128）=76/（243- T2，） T2，=578.45-2.62 t2， -（1）tm，=（243- t2，）-（T2，-128）/ln（243- t2，）/（T2，-128） -（2）又 Q/Q*= tm / tm，=29/（t2，-128） -（3） 由（1）（2）（3）解得 t2，=161.41 T2，=155.443 tm，=49.56.用傳熱面積=的蛇管加熱器加熱容器中的某油品，擬將油溫從升至。已知加熱器的總傳熱系數(shù)，油品質量，比熱容。容器外表面散熱面積 ,空氣溫度,空氣與器壁的對流傳熱系數(shù)，加熱蒸汽的壓強為， 時蒸氣的飽和溫度。試求：（1） 所需加熱時間；（2） 油品能否升至。解：油品從升至所需時間查表得， 時蒸氣的飽和溫度蛇管加熱器的傳熱速率 式中 t 任一瞬間油品溫度， 油品的吸熱速率 器壁的散熱速率 由熱平衡關系 故 將已知條件代入 整理 積分 (2) 油品可能升至的最高溫度令加熱器的傳熱量與器壁的散熱量相等即 代入數(shù)據(jù) 解之 t=86.990由計算結果知：油品從20升至80需2.17h。油溫最高升至86.9，不能達到907. 在一內管為f252.5mm的套管式換熱器中，CO2氣體在管程流動，對流傳熱系數(shù)為40 W/(m2)。殼程中冷卻水的對流傳熱系數(shù)為3000W/(m2)。試求：（1）總傳熱系數(shù)；（2）若管內CO2氣體的對流傳熱系數(shù)增大一倍，總傳熱系數(shù)增加多少；（3）若管外水的對流傳熱系數(shù)增大一倍，總傳熱系數(shù)增加多少；（以外表面積計）解：查得碳鋼的導熱系數(shù)取管內CO2側污垢熱阻Rs2=0.5310-3 (m2K/W)管外水側熱阻 Rs1=0.2110-3 (m2K/W)(1)總傳熱系數(shù)（以外表面積計）（2）管內C