化工基础习题解答《传热过程及换热器》(张近主编)VIP专享

传热过程及换热器 1.燃烧炉的平壁是一层耐火砖和一层普通砖砌成，内层耐火砖厚度为230mm，外层普通砖厚度为240mm，当达到定态传热时，测得炉内壁温度是700℃，外表面温度是100℃，为了减少热量损失，在普通砖外面加砌一层厚度为40mm 的保温材料，当定态后测得内壁面温度为720℃，保温材料外表面温度为70℃。求加保温材料前后每平方壁面热损失是多少？耐火砖、普通砖、保温材料的热导率分别为1.163W·m-1·℃-1，0.5815W·m-1·℃-1，0.07W·m-1·℃-1。 解：根据多层平壁热传导公式：iiitQAδλΣΔ=Σ 加保温材料前：Σti=t1-tn+1=700-100=600℃ 0.230.241.1630.58150.6105iiδλΣ=+= 26000.6105982.8W/mQA == 加保温材料后：Σti=t1-tn+1=720-70=650℃ 0.230.240.041.1630.1.18581500720.iiδλΣ=++= 2545W/m1.186250QA == 2.如习题 1 加保温材料后测得内壁面温度为720℃，保温材料外表面温度为70℃。计算耐火砖与普通砖、普通砖与保温材料间的交界面温度。 解：加保温材料后，传热速率为：2545W/m1.186250QA == 根据平壁热传导公式：1211545t tQAδλ−== t1=720；λ1=1.163W·m-1·℃-1，δ1=0.24m 代入上式解得： t2=1110.23720545 1.1636211 .QtAδλ−⋅=−×=℃ 同理得 t3=3430.047054503 1.74.08QtAδλ+⋅=+×=℃ 3.平壁炉的炉壁内层为120mm 厚的耐火材料和外壁厚度为230mm 建筑材料砌成，两种材料的导热系数为未知，测得炉内壁面温度为800℃，外侧壁面温度113℃，后来在普通建筑材料外面又包一层厚度为50mm 的石棉以减少热损失，包扎后测得炉内壁面温度为800℃，耐火材料与建筑材料交界面温度为686℃，建筑材料与石棉交界面温度为405℃，石棉外侧温度为77℃，问包扎石棉后热损失比原来减少的百分数？ 解：包石棉材料前得传热速率112800 1130.120.23tQδλλλΣΔ−==Σ+ 包石棉材料后得传热速率2128004050.120.23tQδλλλΣΔ−==Σ+ 包扎石棉后热损失比原来减少的百分数=21800405110.425=42.45%800 113QQ−−== −=− 4.φ50mm×5mm 的不锈钢管(λ1=16 W·m-1·K-1)外包扎厚度为30mm 的石棉(λ2=0.22 W·m-1·K-1),若管内壁温度为600℃，石棉外壁面温度100℃，求每米管线的热损失。若要使温差保持不变，欲使热损失减少60%，在石棉层外再包一层保温材料(λ3=0.07 W·m -1·K-1)，求该保温材料的厚度为多少？ 解：(1)、11112 ()2 (600 100)=15011101lnlnln15400.22872.552W/m0nniii...