第四章 傳熱(習(xí)題及解答2007版)

1、68四傳熱傳熱單層平壁導(dǎo)熱4.1紅磚平壁墻，厚度為500mm，一側(cè)溫度為200℃，另一側(cè)溫度為30℃，設(shè)紅磚的平均導(dǎo)熱系數(shù)可取0.57W(m℃)，試求：（1）單位時間，單位面積導(dǎo)過的熱量q為多少Wm2，并換算成工程單位制kCal(m2h)。（2）距離高溫側(cè)350mm處的溫度為多少？（3）如紅磚導(dǎo)熱系數(shù)與溫度關(guān)系可表示為：λ=0.515104t，則q又為多少？多層平壁導(dǎo)熱4.2某燃燒爐的爐墻由三種磚依次砌成：第一層為耐火磚，厚b1=0.2

2、3m，λ1=1.05W(m℃)；第二層為絕熱磚，λ2=0.151W(m℃)；第三層為普通磚，b3=0.24m，λ3=0.93W(m℃)。若已知耐火磚內(nèi)側(cè)溫度為1000℃，耐火磚與絕熱磚接觸處溫度為940℃，絕熱磚與普通磚接觸面溫度不得超過138℃；試求：（1）絕熱磚層的厚度；（2）普通磚外側(cè)溫度。4.3平壁爐壁由三種材料組成，其厚度和導(dǎo)熱系數(shù)如下：序號材料厚度b（mm）導(dǎo)熱系數(shù)λ（Wm℃）1（內(nèi)層）耐火磚2001.072絕熱磚1000.

3、143鋼板645若耐火磚層內(nèi)表面溫度t1=1150℃，鋼板外表面溫度t4=30℃，試計算導(dǎo)熱的熱通量。又實測通過爐壁的熱損失為300Wm2，如計算值與實測不符，試分析原因并計算附加熱阻。多層圓筒導(dǎo)熱4.4一外徑為100mm的蒸汽管，外包一層50mm絕熱材料A，λA=0.07W(m℃)，其外再包一層25mm的絕熱材料B，λB=0.087W(m℃)。設(shè)A的內(nèi)側(cè)溫度為170℃，B外側(cè)溫度為38℃。試求每米管上的熱損失及A、B界面的溫度。4.5

4、Φ603mm鋁合金管（其導(dǎo)熱系數(shù)可取為45W(m℃)），外包一層厚30mm石棉，之外再包一層厚30mm的軟木，石棉和軟木的導(dǎo)熱系數(shù)分別為0.16W(m℃)和0.04W(m℃)。計算下列問題：（1）已知管內(nèi)壁溫度為110℃，軟木外側(cè)溫度為10℃，求每米管長損失的冷量。70汽在管外冷凝時的傳熱系數(shù)及水在管內(nèi)對流傳熱系數(shù)，設(shè)苯的冷凝液在蒸汽的飽和溫度下排出。試問：（1）需要哪些測定儀器？（2）需要測定哪些數(shù)據(jù)？（3）寫出求得α苯、α水的步驟，

5、并注明計算式中各符號的意義及單位。注：α苯為苯蒸汽冷凝傳熱膜系數(shù)，α水為管壁向水的對流傳熱系數(shù)。管內(nèi)對流傳熱系數(shù)的計算、湍流管內(nèi)對流傳熱系數(shù)的計算、湍流4.14水以1ms的流速在長3m的Φ252.5mm管內(nèi)由20℃加熱至40℃，試求水與管壁之間的對流傳熱系數(shù)。若管內(nèi)換以流速為10ms的空氣，其它條件相同，此時對流傳熱系數(shù)又為多少？已知30℃下，水的比熱4.174kJ(kg℃)，導(dǎo)熱系數(shù)0.617W(m℃)，黏度80.07105NSm2，

6、密度995.7kgm3；空氣的比熱1.005kJ(kg℃)，導(dǎo)熱系數(shù)0.02675W(m℃)，黏度1.86105PaS，密度1.165kgm3。4.15某廠精餾塔頂冷凝器，采用列管式換熱器，有Φ252.5mm管子60根，管長2m，塔頂蒸汽走管間，冷凝水走管內(nèi)，其流速為1.2ms，進出口溫度分別為20℃和60℃。已知水的比熱4.174kJ(kg℃)，導(dǎo)熱系數(shù)0.634W(m℃)，黏度0.656cP，密度992.2kgm3。求：（1）管內(nèi)水

7、的對流傳熱系數(shù)；（2）如總管數(shù)改為50根，仍保持換熱器的傳熱面積不變（管長增加），水量及水進口溫度不變，此時管內(nèi)水的對流傳熱系數(shù)又為多少？4.16一套管換熱器，由Φ483mm和Φ252.5mm的鋼管組成，兩種流體在內(nèi)管和環(huán)隙流過，分別測得對流傳熱系數(shù)為α1和α2，若兩流體的流量保持不變，并忽略出口溫度變化對物性所產(chǎn)生的影響。求：將內(nèi)管改為Φ322.5mm后，管內(nèi)對流傳熱系數(shù)有何變化？（假設(shè)流動狀態(tài)皆為湍流）強制層流傳熱系數(shù)的計算強制層流

8、傳熱系數(shù)的計算4.17原油在管式爐的對流段Φ896mm管內(nèi)以0.5ms的流速被加熱，管長為6m。已知管內(nèi)壁溫度為150℃，原油的平均溫度為40℃，此時油的密度為850kgm3，比熱為2kJ(kg℃)，導(dǎo)熱系數(shù)為0.13W(m℃)，黏度為26cP，體積膨脹系數(shù)為0.013[1℃]，又原油在150℃時的黏度為3cP。試求原油在管內(nèi)的對流傳熱系數(shù)為多少過渡流、套管環(huán)隙對流傳熱系數(shù)的計算過渡流、套管環(huán)隙對流傳熱系數(shù)的計算4.1898％的硫酸以0

9、.7ms的速度在套管換熱器的環(huán)隙內(nèi)流動，硫酸的平均溫度為70℃，內(nèi)管外壁的平均溫度為60℃。換熱器內(nèi)管直徑Φ252.5mm，外管直徑為Φ513mm，試求環(huán)隙流體的對流傳熱系數(shù)和熱通量。硫酸的比熱Cp=1.58kJ(kg℃)，導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.36W(m℃)，黏度μ=6.4cP，運動黏度μW=7.6cP，密度ρ=1836kgm3。彎管中對流傳熱系數(shù)的計算彎管中對流傳熱系數(shù)的計算4.19銅氨溶液在由四根Φ453.5mm鋼管并聯(lián)而成的蛇管冷卻器