化工原理大题第四章

第四章 习题 2． 燃烧炉的内层为460mm 厚的耐火砖,外层为230mm 厚的绝缘砖。若炉的内表面温度t1 为1400℃,外表面温度t3 为100℃。试求导热的热通量及两砖间的界面温度。设两层砖接触良好,已知耐火砖的导热系数为t0 0 0 7.09.01,绝缘砖的导热系数为t0 0 0 3.03.02。两式中t可分别取为各层材料的平均温度,单位为℃,A 单位为W/(m·℃)。 解：设两砖之间的界面温度为2t ，由23121212ttttbb，得 2223312231 4 0 01 0 09 4 94 6 01 0/(0 .90 .0 0 0 72 3 01 0/(0 .30 .0 0 0 3)22tttCtttt热通量 2121 6 8 9/1 4 0 09 4 90 .4 0 / 0 .9 70 .0 0 0 72ttqW m 3．直径为mmmm 360,钢管用30mm 厚的软木包扎,其外又用100mm 厚的保温灰包扎,以作为绝热层。现测得钢管外壁面温度为-110℃,绝热层外表面温度10℃。已知软木和保温灰的导热系数分别为0.043 和0.07W/(m·℃),试求每米管长的冷量损失量。 解：每半管长的热损失，可由通过两层圆筒壁的传热速率方程求出： 1332112211lnln22ttQrrLrr 1100101601160lnln2 3.14 0.043302 3.14 0.000760 25/W m  负号表示由外界向体系传递的热量，即为冷量损失。 4．蒸汽管道外包扎有两层导热系数不同而厚度相同的绝热层,设外层的平均直径为内层的两倍。其导热系数也为内层的两倍。若将二层材料互换位置,假定其他条件不变,试问每米管长的热损失将改变多少?说明在本题情况下,哪一种材料包扎在内层较为适合? 解：设外层的平均直径为2md，内层平均直径为1md，则212mmdd且212。 由导热效率方程知： 22111122mmmttbbbSd Ld L1 m 1Q=bS1154mtd Lb 两层材料位置互换后： '1111122mmmtd LtQbbbd Ld L 所以：''51 .2 54QqQq即：'1 .2 5qq 两层保温材料互换位置后，单位管长的热损失增加。 说明在本题情况下，导热系数小的材料放在内层较为合适。 6. 在管壳式换热器中用冷水冷却油。水在直径为mmmm 21 9的列管内流动。已知管内水侧对流传热系数为349OW/(m2 · ℃ ), 管外 油侧对流传热系数为258 W/(m2·℃ )。换热器在使用一段时间后,管壁两侧均有污垢形成,水侧污垢热阻为0.00026 m2·℃ / W,油侧污垢热阻为0.00...