化工答案第六章傳熱分解

1、第六章傳熱習(xí)題熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo)61.如圖所示，某工業(yè)爐的爐壁由耐火磚λ1=1.3W(mK)、絕熱層λ2=0.18W(mK)及普通磚λ3=0.93W(mK)三層組成。爐膛壁內(nèi)壁溫度1100℃，普通磚層厚12cm其外表面溫度為50℃。通過爐壁的熱損失為1200Wm2絕熱材料的耐熱溫度為900℃。求耐火磚層的最小厚度及此時絕熱層厚度。設(shè)各層間接觸良好，接觸熱阻可以忽略。解：??????433332222111ttttttq????????????

2、℃??5012.093.012003??t1553?t??90011003.112001???m22.01????15590018.012002???m11.02??62.如圖所示，為測量爐壁內(nèi)壁的溫度，在爐外壁及距外壁13厚度處設(shè)置熱電偶，測得t2=300℃t3=50℃。求內(nèi)壁溫度t1。設(shè)爐壁由單層均質(zhì)材料組成。解：????322211ttttq????????????????3150300323001???t℃8001?t63.某火

3、爐通過金屬平壁傳熱使另一側(cè)的液體蒸發(fā)，單位面積的蒸發(fā)速率為0.048kg（m2s），與液體交界的金屬壁的溫度為110℃。時間久后，液體一側(cè)的壁面上形成一層2mm厚的污垢，污垢導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.65W(mK)。設(shè)垢層與液面交界處的溫度仍為110℃，且蒸發(fā)速率需維持不變，求與垢層交界處的金屬壁面的溫度。液體的汽化熱r=2000kJkg。解：2kWm962000048.0???q??21ttq??????11010265.09600013???

4、?t℃38.4051?t64.為減少熱損失，在外徑Φ150mm的飽和蒸汽管道外復(fù)蓋保溫層。已知保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.1030.000198t(式中t為℃)，蒸汽管外壁溫度為180℃，要求保溫層外壁溫度不超過50℃每米管道由于熱損失而造成蒸汽冷凝的量控制在1104kg(ms)以下，問保溫層厚度應(yīng)為多少？解：查180℃水蒸汽kJkg3.2019?rWm93.20110003.20191014??????qW(m﹒℃)126.025018

5、0000198.0103.0????????????比為，此時的熱損失為Q。今將內(nèi)、外兩層材料互換位置，且設(shè)管外壁與外層保溫層外表面的溫度均不512???變，則熱損失為Q′。求Q′Q，說明何種材料放在里層為好。解：互換前：232121ln1ln12rrrrtlQ??????Qtlrrrr??????2ln1ln1232121互換后：Qtlrrrr???????2ln1ln123112264.15.375.62ln55.125.37ln5

6、.375.62ln5.125.37ln5lnlnlnlnln1ln1ln1ln1231212231212231122232121?????????????rrrrrrrrrrrrrrrrQQ????????依據(jù)計(jì)算可知熱導(dǎo)率小的材料在里層熱損失小。對流給熱對流給熱68.在長為3m，內(nèi)徑為53mm的管內(nèi)加熱苯溶液。苯的質(zhì)量流速為172kg(sm2)。苯在定性溫度下的物性數(shù)據(jù)如下：μ=0.49mPas；λ=0.14W(mK)；Cp=1.8k

7、J(kg℃)。試求苯對管壁的給熱系數(shù)。解：431086.11049.0053.0172?????????udRe3.614.01049.018003????????prcP406.56533000???dlbreuPRN8.0023.0?加熱苯溶液，b=0.4W(m2K)??31.3303.61086.1053.014.0023.0023.04.08.044.08.0???????rePRd??69.在常壓下用列管換熱器將空氣由200℃

8、冷卻至120℃，空氣以3kgs的流量在管外殼體中平行于管束流動。換熱器外殼的內(nèi)徑為260mm，內(nèi)有Φ252.5mm鋼管38根。求空氣對管壁的給熱系數(shù)。解：空氣定性溫度為：℃，查常壓下160℃物性數(shù)據(jù)，1602120200221?????TTTmρ=0.815kgm3；μ=2.45105Pas；λ=3.637102W(mK)；cp=1.017kJ(kgK)；Pr=0.682??m0362.038025.026.038025.026.044