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4传热(习题及解答2007版)

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68 四 传热 单 层 平 壁 导 热 4.1 红砖平壁墙,厚度为500 mm,一侧温度为200 ℃,另一侧温度为30 ℃,设红砖的平均导热系数可取 0.57 W/(m·℃),试求: (1)单位时间,单位面积导过的热量 q 为多少 W/m2,并换算成工程单位制 kCal/ (m2·h) 。 (2)距离高温侧350 mm 处的温度为多少? (3)如红砖导热系数与温度关系可表示为:λ=0.51+5×10 -4t,则 q 又为多少? 多 层 平 壁 导 热 4.2 某燃烧炉的炉墙由三种砖依次砌成:第一层为耐火砖,厚b1=0.23 m,λ1=1.05 W/(m·℃);第二层为绝热砖,λ2 =0.151 W/(m·℃);第三层为普通砖,b3 =0.24 m,λ3 =0 .93 W/(m·℃)。若已知耐火砖内侧温度为1000 ℃,耐火砖与绝热砖接触处温度为940 ℃,绝热砖与普通砖接触面温度不得超过 138℃;试求: (1)绝热砖层的厚度; (2)普通砖外侧温度。 4.3 平壁炉壁由三种材料组成,其厚度和导热系数如下: 序 号 材 料 厚度b(mm) 导热系数 λ(W/m·℃) 1(内层) 耐火砖 200 1.07 2 绝热砖 100 0.14 3 钢 板 6 45 若耐火砖层内表面温度t1=1150 ℃,钢板外表面温度t4 =30 ℃,试计算导热的热通量。又实测通过炉壁的热损失为300 W/m2 ,如计算值与实测不符,试分析原因并计算附加热阻。 多 层 圆 筒 导 热 4.4 一外径为100 mm 的蒸汽管,外包一层50 mm 绝热材料 A,λA =0.07 W/(m·℃),其外再包一层25 mm 的绝热材料 B,λB =0.087 W/(m·℃)。设 A 的内侧温度为170 ℃,B 外侧温度为38 ℃。试求每米管上的热损失及 A、B 界面的温度。 4.5 Φ 60× 3 mm 铝合金管(其导热系数可取为45 W/(m·℃)),外包一层厚30 mm 石棉,之外再包一层厚30 mm 的软木,石棉和软木的导热系数分别为0.16 W/(m·℃)和 0.04 W/(m·℃) 。计算下列问题: (1)已知管内壁温度为-110 ℃,软木外侧温度为10 ℃,求每米管长损失的冷量。 (2)若将两保温材料位置互换,互换后假设石棉外侧温度仍为10 ℃,则此时每米管长的冷量损失又为多少?由此得出什么结论? 4.6 试推导出空心球壁导热方程式,由此计算下列问题: 69 有一钢制球罐,内装液体。球罐内径为2 m,壁厚10 mm,在球罐外表面另有一层厚度为 20 mm 的氧化镁保温层(氧化镁的导热系数为0.07 W/(m·℃))。已知钢罐内壁温度为50 ℃, 保温层外表面温度为20 ℃,试求单位...

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