化工原理第四章重点习题

【4-6】某工厂用170 5mmmm的无缝钢管输送水蒸气。为了减少沿途的热损失，在管外包两层绝热材料，第一层为厚30mm 的矿渣棉，其热导率为./ ()Wm K0065；第二层为厚30mm 的石棉灰，其热导率为./ ()Wm K021。管内壁温度为300℃，保温层外表面温度为40℃。管路长 50m。试求该管路的散热量。 解 ()lnlnln142341122332111lttqrrrrrr ()lnlnln..2 300401851115114545 80006585 021115 /W m 284 .42845014210lQq lW .kW142 【4-7】水蒸气管路外径为108mm，其表面包一层超细玻璃棉毡保温，其热导率随温度/℃t的变化关系为../ ()0033000023t Wm K 。水蒸气管路外表面温度为150℃，希望保温层外表面温度不超过 50℃，且每米管路的热量损失不超过/160W m 。试确定所需保温层厚度。 解 保温层厚度以 b 表示 ( ..)22 0033000023ldtdtqrt rdrdr    ( ..)221120033000023rtlrtdrqt dtr  .ln.()()22212121000232 00332lrqttttr  已知/12150℃,50 160ttqWm℃, ,.1210．0540054rm rrbb ..()..()ln.22006631415050 000023314150501601 0054b ..ln.207314451 0054160b 解得保温层厚度为 ..00133133bmmm 保温层厚度应不小于 13.3mm【4-9】空气以 4m s／ 的流速通过..755375mmmm的钢管，管长 5m 。空气入口温度为32℃，出口温度为68℃。(1)试计算空气与管壁间的对流传热系数。(2)如空气流速增加一倍，其他条件均不变，对流传热系数又为多少？(3)若空气从管壁得到的热量为578W ，钢管内壁的平均温度为多少。 解 已知/ ,.,,,124 0068 5 32 68℃um sdmlmtt℃ (1)对流传热系数  计算 空气的平均温度 3268502mt℃ 查得空气在50℃时的物性数据./31093kg m ， .,./ (),./ ()pPa sWmckJkg5219610 28310 1005℃℃ Pr 0698 ．，空气被加热，Pr的指数04n  ． 雷诺数 ..Re..4500684 10931521019610du  湍流 ..5735 600068ld  对流传热系数 . .RePr08040023d ． ....( .)( .)./ ().Wm24 08042283100023152100698 184 0068℃ (2)空气流速增加一倍，对流传热系数' ...