化工原理课后答案(中国石化出版社)第5章传热

第五章 传热 第 页 1 第五章 传热 1.一立式加热炉炉墙由厚150mm 的耐火材料构成，其导热系数为λ1＝1.3W/(m·K)，其内外表面温度为ll00℃及240℃，试求通过炉墙损失的热量(W/m2)；若外加一层 25mm，λ2＝0.3W/(m·K)的绝热材料，并假定炉内壁温度仍为1100℃，而热损失降至原来的57％，求绝热层外壁温度及两层交界面处的温度。 解：211213.7 4 5 33.11 5.02 4 01 1 0 0mWbttAQq 24.4 2 4 85 7.0'mWqq 4.4 2 4 83.00 2 5.03.11 5.01 1 0 0'3221131tbbttAQq 解 得 ：3t =255.8℃ 4.4 2 4 83.11 5.01 1 0 0''21121tbttAQq 解 得 ：'2t =609.8℃ 2 某加热炉炉墙由耐火砖、绝热层与普通砖组成，耐火砖里侧温度为900℃，普通砖外侧温度为50℃，各层厚度分别为：耐火砖 140mm，绝热层(石棉灰 )20mm，普 通 砖 280mm ； 各 层 导热系数： λ1 ＝0.93W/(m·K) ，λ2 ＝0.064W/(m·K)，λ3=0.7W/(m·K)。(1)试求每 m2炉墙的热损失；(2)若普通砖的最高耐热温度为600℃，本题条件下，是否适宜? 第五章 传热 第 页 2 解： （1）2332211419.9 8 47.02 8.00 6 4.00 2.09 3.01 4.05 09 0 0mWbbbttq （2）2333439.9 8 47.02 8.05 0mWtbttq 解得：3t =444℃ 适宜 3.用平板法测定某固体的导热系数，试件做成圆形薄板，直径d＝120mm，厚度为δ mm，与加热器的热表面及冷却器的冷表面直接接触。所传递的热量(一维导热)，用加热器的电能消耗计算之。过程稳定时，测得加热器电流为0.96A，电压为60.5V，热电偶测得热表面温度t1＝180℃，冷表面t2＝30℃；由于安装不良，试件与冷热表面之间各有一层0.1mm的缝隙(内有空气)，试求： (1)忽略表面间的辐射传热时，因空气缝隙引起的测试导热系数的相对误差。空气在180℃及30℃时的导热系数分别为3.78W/(m·K)及2.67 W/(m·K)。 (2)如果计入辐射传热，上题的误差将有何变化，请作定性分析。 解：)(0 8.5 89 6.05.6 0WUIQ )(0 1 1 3.01 2.044222mdA 忽略空气缝隙的影响：0 8.5 80 1 1 3.03 01 8 0AtTQWW 解得：))/((2 3 6.3 4KmW 不忽略空气缝隙的影响： 0 8.5 80 1 1 3.06 7.21 01.01 07 8.31 01.03 01 8 0323221141...