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第四章 传热 求：导热热通量q=？ 解：根据多层平壁的热传导公式，有： 而实测q’=300W/m2，与计算结果不符，说明存在附加热阻，即相邻平壁之间接触不好造成。 设附加热阻为R,则： 3. 直径为φ60×3mm的钢管用30mm厚的软木包扎，其外又用100mm厚的保温灰包扎，以作为绝热层。现测得钢管外壁面温度为110℃，绝热层外表面温度为10℃。软木和保温灰的导热系数分别为0.043和0.07W/(m. ℃)，试求每米管长的冷损失量。 求：Q/L=? 解： 4 蒸汽管道外包扎有两层导热系数不同而厚度相同的绝热层，设外层的平均直径为内层的两倍。其导热系数也为内层的两倍。若将两层材料互换位置，而假定其它条件不变，试问每米管长的热损失将改变多少？说明在本题情况下，哪一种材料包扎在内层较为合适？ 求：将两层材料互换后， 解：根据题意： 7 在并流换热器中，水的进出口温度分别为15℃和40℃，油的进、出口温度分别为150℃和100℃。现因生产任务要求油的出口温度降至80℃，假设油和水的流量、进口温度和物性均不变，若原换热器的管长为1m。试求此换热器的管长增至若干米才能满足要求。设换热器的热损失可忽略。 解： （1） 其中： （2） 又由： （3） 将（2）（3）代入（1）即得。 8．重油和原油在单程套管换热器中呈并流流动，两种油的初温分别为243℃和128℃；终温分别为167℃和157℃。若维持两种油的流量和初温不变，而将两流体改为逆流，试求此时流体的平均温度差及它们的终温。假设在两种流动情况下，流体的物性和总传热系数均不变化，换热器的热损失可以忽略。 解：采用传热单元数法求解。 逆流时，根据 （1） 可知热流体为最小值流体，以后以热流体为基准计算。 （2） 由（1）（2）查表4-23得： 又 10. 已知：逆流，求：So 解： （1） 其中：将以上各式代入式（1）即得So 13. 在一单程管壳式换热器中，用饱和蒸汽加热原料油。温度为160℃的饱和蒸汽在壳程冷凝（排出时为饱和液体），原料油在管程流动，并由20℃加热到160℃。管壳式换热器尺寸为：列管直径φ19×2mm、管长4m，共有25根管子。若换热器的传热量为125kW，蒸汽冷凝传热系数为7000 W/(m2·℃)，油侧污垢热阻可取为0.0005 m2·℃/W，管壁热阻和蒸汽侧垢层热阻可忽略，试求管内油侧对流传热系数。 又若油的流速增加一倍，此时若换热器的总传热系数为原来总传热系数的1.75倍，试求油的出口温度。假设油的物性不变。 解：根据得到 若油的流速增加一倍， 14．已知：逆流， 求：t2和Wc 解： 其中cph按热流体正丁醇的平均温度（90+50）/2=70℃查书后附录P346图4 的液体的比热容为3.05，将各参数代入上式可得 因此水的平均温度为（29+18）/2=23.5℃，查书后P331水的物理性质可知此温度下水的密度为=998.2kg/m3，比热cpc=4.183. 根据热量衡算式： 15 在一逆流套管换热器中，冷、热流体进行热交换。两流体进、出口温度分别为t1=20℃、t2=85℃；T1=100℃、T2=70℃。当冷流体流量增加一倍时，试求两流体的出口温度和传热量的变化情况。假设两种情况下总传热系数不变，换热器热损失可忽略。 （1） 知冷流体为最小值流体，以下按冷流体为基准计算。 （2） 由（1）（2）查表可得 新工况： Q和即很容易得到。 18 一定流量的空气在蒸汽加热器中从20℃加热到80℃。空气在换热器的管内湍流流动。压强为180kPa的饱和蒸汽在管外冷凝。现因生产要求空气流量增加20％，而空气的进出口温度不变，试问应采取什么措施才能完成任务，并作出定量计算。假设管壁和污垢热阻可忽略。