1平壁爐爐壁由三種材料組成

1、習(xí)題四1 .平壁爐爐壁由三種材料組成，其厚度和導(dǎo)熱系數(shù)列于本題附表中習(xí)題一附表序號(hào)材料厚度b mm導(dǎo)熱系數(shù)九W/ （m-C）1 （內(nèi)層）耐火科2001.072絕緣轉(zhuǎn)1000.143鋼645若耐火磚層內(nèi)表面的溫度 ti為1150C,鋼板外表面溫度 t4為30 C,又測(cè)得通過(guò)爐壁的熱損失為300W/m2,試計(jì)算導(dǎo)熱的熱通量。若計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)的熱損失不符，試分析原因和計(jì)算附加熱阻。答：q=1242 W/m2, R=2.83 m2 C/W2 .燃燒爐的內(nèi)層為 460 mm厚的耐火磚，外層為 230 mm厚的絕緣磚。若爐的內(nèi)表面濕度ti為1400C,外表面溫度t3為100Co試求導(dǎo)熱的熱通量及兩磚間的界

2、面溫度。設(shè)兩層科接觸良好，已知耐火科的導(dǎo)熱系數(shù)為入1=0.9十0.0007t,絕緣科的導(dǎo)熱系數(shù)為？2=0.3+0.0003t。兩式中t可分別取為各層材料的平均溫度，單位為C,入單位為 W/（mC）o 答：q=1689 W/m2, t2=949 C3 .直徑為（）60 mmx 3 mm勺鋼管用30 mm厚的軟木包扎，其外用 100 mm厚的保溫灰包扎， 以作為絕熱層?，F(xiàn)測(cè)得鋼管外壁溫度為-110C,絕緣層外表面溫度10c.已知軟木和保溫灰的 導(dǎo)熱系數(shù)分別為 0.043和0.07 W/ （m-C）試求每米管長(zhǎng)的冷量損失量。答：Q/L=-25 W/m4 .蒸汽管道外包扎有兩層導(dǎo)熱系數(shù)不同而厚度相同的

3、絕熱層，設(shè)外層的平均直徑為內(nèi)層的兩倍。其導(dǎo)熱系數(shù)也為內(nèi)層的兩倍。若將二層材料互換位置，假定其他條件不變，試問(wèn)每米管長(zhǎng)的余損失將改變多少 ？說(shuō)明在本題情況下，哪一種材料包扎在內(nèi)層較為適合？答：q'=1.25q。6.在管殼式換熱器中用冷水冷卻油。水在直徑為(f)19 mmx 2 mm的列管內(nèi)流動(dòng)。已知管內(nèi)水22側(cè)對(duì)流傳熱系數(shù)為 3490 W/ (m C),管外油側(cè)對(duì)流傳熱系數(shù)為258 W/ (m ；C)。換熱器在2使用一段時(shí)間后，官壁兩側(cè)均有污垢生成，水側(cè)污垢熱阻為0.00026 m -C/W,油側(cè)污垢熱阻為0.000176 m2 C/W。管壁導(dǎo)熱系數(shù) 入為45 W/ (mC)。試求：(1

4、)基于管外表面積的總 傳熱系數(shù)；(2)產(chǎn)生污垢后熱阻增加的百分?jǐn)?shù)。答：K0=208 W/ (m2C)； (2) 11.8%7在并流換熱器中，用水冷卻油。水的進(jìn)、出口溫度分別為15和 40，油的進(jìn)、出口溫度分別為150和 100?，F(xiàn)因生產(chǎn)任務(wù)要求油的出口濕度降至80，假設(shè)油和水的流量、進(jìn)口溫度及物性均不變，若原換熱器的管長(zhǎng)為1 m 。 試求此換熱器的管長(zhǎng)增至若干米才能滿(mǎn)足要求。設(shè)換熱器的熱損失可忽略。答：L= 1.85m8重油和原油在單程套管換熱器中呈并流流動(dòng)兩種油的初溫分別為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(shí)流體的平均溫度差及

5、它們的終溫。假設(shè)在兩種流動(dòng)情況下，流體的物性和總傳熱系數(shù)均不變化，換熱器的熱損失可以忽略。答：Am=49.5 C9在下列各種管殼式換熱器中，某種溶液在管內(nèi)流動(dòng)并由20加熱到50。加熱介質(zhì)在殼方流動(dòng)，其進(jìn)、出口溫度分別為100和60，試求下面各種情況下的平均溫度差。(1)殼方和管方均為單程的換熱器。設(shè)兩流體呈逆流流動(dòng)。(2)殼方和管方分別為單程和四程的換熱器。(3)完方和管方分別為二程和四程的換熱器。答：(1) Am=44.8C; (2) Am =40.3 C; (3) Am= 43.9 C12.在一傳熱面積為 50 m2的單程管殼式換熱器中，用水冷卻某種溶液。 兩流體呈逆流流動(dòng)。冷水的流量為3

6、3000 kg/h,溫度由20c升至38 Co溶液的溫度由110c降至60 Co若換熱器清洗后，在兩流體的流量和進(jìn)口溫度不變的情況下，冷水出口溫度增到45。 試估算換熱器清洗前傳熱面兩側(cè)的總污垢熱阻。假設(shè)：(1) 兩種情況下，流體物性可視為不變，水的平均比熱容可取為 4. 187 kJ/(kg 0； (2)可按平壁處理，兩種工況下 和對(duì)分別相同；(3)忽略管壁熱阻和熱損失，。答：ZX=1.925 M0-3 m2 C/w13在一單程管殼式換熱器中，用飽和蒸汽加熱原料油。溫度為160的飽和蒸汽在殼程冷凝 (排出時(shí)為飽和液體)，原料油在管程流動(dòng)，并由20加熱到106。管殼式換熱器尺寸為：列管直徑 M

7、9 mnm< 2 mm、管長(zhǎng)4 m,共有25根管子。若換熱器的傳熱量為125kW,蒸汽冷凝傳熱系數(shù)7000 W/ (m2C),油側(cè)污垢熱阻可取為 0.0005 m2C/w,管壁熱阻和蒸汽側(cè)垢層 熱阻可忽略，試求管內(nèi)油側(cè)對(duì)流傳熱系數(shù)。又若油的部速增加一倍，此時(shí)若換熱器的總傳熱系數(shù)為原來(lái)總傳熱系數(shù)的1.75 倍，試求油的出口溫度。假設(shè)油的物性不變。答：a=360w/(m2；C), t2 100C14. 90正丁醇在逆流換熱器中被冷卻到50。 換熱器的傳熱面積為6 m2， 總傳熱系數(shù)為230W/ (m-)o若正丁醇的流量為 1930 kg/h ,冷卻介質(zhì)為18c的水，試求：(1)冷卻水的出口溫度；(2)冷卻水的消耗量，以m3/h 表示。答：t2=29.4， V=4.82 m 3/h25.兩平行的大平板放置在空氣中，相距為 5 mm。一平扳的黑度為 0.1,溫度為加350 K;另一平板的黑度為 0.05,溫度為300 Ko若將第一板加涂