化工答案--第六章传热VIP免费

九(解：q=寸(t1-1211200=093(t)=1(-1)上(-1)2-50)t=155°C31200=：3(1100-900)16=0.22m11200=018(900-155)66=0.11m2第六章傳熱習題熱傳導6-1.如圖所示，某工業爐①爐壁由耐火磚人=1.3W/(m・K)、絕熱層久2=0.18W/(m・K)及普通磚久3=0.93W/(m・K)三層組成。爐膛壁內壁溫度1100C，普通磚層厚12cm,其外表面溫度為50C。通過爐壁①熱損失為1200W/m2,絕熱材料①耐熱溫度為900C。求耐火磚層①最小厚度及此時絕熱層厚度。設各層間接觸良好，接觸熱阻可以忽略。6-2.如圖所示，為測量爐壁內壁①溫度，在爐外壁及距外壁1/3厚度處設置熱電偶，測得t2=300C,t3=50Co求內壁溫度t]o設爐壁由單層均質材料組成。解:q=?C-1)=2《-1)61262312汕-300)X(300-50)3t=800C16-3.某火爐通過金屬平壁傳熱使另一側①液體蒸發，單位面積①蒸發速率為0.048kg/金屬壁①溫度為110C。時間久後，液體一側①壁面上形成一層2mm厚①汙垢，汙垢導熱系數久=0.65W/(m・K)。設垢層與液面交界處①溫度仍為110C，且蒸發速率需維持不變，求與垢層交界處①金屬壁面①溫度。液體①汽化熱r=2000kJ/kgo解：q=0.048x2000=96kW/m296000=將(t1-110)t=405.38C16-4.為減少熱損失，在外徑0150mm①飽和蒸汽管道外複蓋保溫層。已知保溫材料①導熱系數久=0.103+0.000198t(式中t為C)，蒸汽管外壁溫度為180C，要求保溫層外壁溫度不超過50C,每米管道由於熱損失而造成蒸汽冷凝①量控制在1X10-4kg/(m・s)以下，問保溫層厚度應為多少？解：查180C水蒸汽r=2019.3kJ/kgq=1x10-4x2019.3X1000=201.93W/m九=0.103+0.000198X(180+50]〔2=0.126W/(C)门2-IlC-1）2-IlC-1）Q=12=irIn—r112丫r+8lnr1i75+82x3.14x0.126x(180—50)ir+82-I（t—t）lnt=丄2-r1ln=75201.938=49.82mm*6-5.如圖所示，用定態平壁導熱以測定材料①導熱系數。將待測材料制成厚d、直徑120mm①圓形平板，置於冷、熱兩表面之間。熱側表面用電熱器維持表面溫度［=200€。冷側表面用水夾套冷卻，使表面溫度維持在t2=80°C。電加熱器①功率為40.0W。由於安裝不當，待測材料①兩邊各有一層0.1mm①靜止氣2層人,=0.030W/(m・K),使測得①材料熱導率A氣與真實值A不同。不計熱損失，求測量①相對誤差，即(A‘A(t-1)12Q久）/Ao解:Q=才^1—12）；'=8-X0.122（200—80）—=4=0.0339m2-K/W40八A（t-1）Q=28181气+I气288A（t-1）气+==II气1-Q8288I气+X气8I—，I=I'8=I^=莎=尸I28九气"828_I气气一—1=气-82x0.1x10-3*6-6.通過中空球壁導熱①熱流量Q可寫成Q=§舊)形式。m試證：A=『AA(式中A】、A_分別為球壁①內、外表面積。)m'1212/Qdt解：q==—I-Adr定態傳熱Q為恒值乞j竺=lj12dt4兀r1r2t1r1吐=—Idt4兀r21r2丿21Q=芽山=*山亭山=21AA12Am12*6-7.有一蒸汽管外徑25mm,管外包以兩層保溫材料，每層厚均為25mm。外層與內層保溫材料①熱導率之比解：互換2兀九]r、r21n—+In—九rr5xln37.51[rrInt+In—九r九r211211.r九ln—+r九12.+ln62*512.+5xln62.=1.637.依據計算可知熱導率小①材料在裏層熱損失小。6-8.在長為3m,內徑為53mm①管內加熱苯溶液。苯①質量流速為172kg/(s•m2)。苯在定性溫度下①物性數據如下：〃=0.49mPa・s；久=0.14W/(m・K)；Cp=1.8kJ/(kg・°C)。試求苯對管壁6給熱系數。解：pud172x0.053.R===1.86x104卩0.49x10-31800x0.1=6.l=3000d=53=56.6>40kg/(s•m2)=pud1e卩87.15x0.03622.45x10-5=1.29x105為竹叫=5，此時①熱損失為Q。今將內、外兩層材料互換位置，且設管外壁與外層保溫層外表面①溫度均不變,則熱損失為Q'。求Q‘/Q,說明何種材料放在裏層為好。1r1]r2兀lAtIn亠+In—=—九r九rQ112211r1[r2兀lAtIn—+In—=r九rQ2112N=0.023R0.8Pbuer加熱苯溶液，b=0.4a=0.023—R0.8P0.4=0.023x0.14xC.86xIO4)8x6.30.4=330.31w/(m2・K)der0.0536-9.在常壓下用列管換熱器將空氣由200C冷卻至120C，空氣以3kg/s6流量在管外殼體中平行於管束流動。換熱器外殼6內徑為260mm,內有^25X2.5mm鋼管38根。求空氣對管壁6給熱系數。，T+T200+120―解：空氣定性溫度為：T=T缶==160C,查常壓下160C物性數據，m22p=0.815kg/m3；“=2・45XPa•s；久=3.63XW/(m•K)；Cp=1・017kJ/(kg•K)；Pr=0.682/兀D2Kd2n)4-7(44丿D2一d2n0.262...