化工原理第五章传热习题.docVIP

第五章 传热 2.某燃烧炉的平壁由三种材料构成。 最内层为耐火砖，厚度b1=200mm，导热系数(1=1.07W(m-1( oC-1；中间层为绝热砖，厚度b2=100mm，导热系数(2=0.14W(m-1( oC-1；最外层为普通钢板，厚度b3=6mm，导热系数(3=45W(m-1( oC-1。已知炉内壁表面温度t1=1000oC，钢板外表面温度t4=30oC，试计算：(1) 通过燃烧炉平壁的热通量；(2) 耐火砖与绝热砖以及绝热砖与普通钢板之间的界面温度。假设各层接触良好。 解：(1) (2) ， oC ， oC 3.在直径为(89(4.5mm的蒸汽管道外包扎有两层绝热材料。已知管壁材料的导热系数为45W(m-1(oC-1；内层绝热材料的厚度为40mm，导热系数为0.07W(m-1(oC-1；mm，导热系数为0.15W(m-1(oC-1。 oC， oC，，，， ， oC 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。已知外层的平均直径和导热系数均为内层的两倍。现保持其他条件不变，而将两绝热层的材料互换，试问：(1) 每米管长的热损失是原来的多少倍？(2) 在本题条件下，哪一种材料包扎在内层较为合适？ 解：设管道半径为x，绝热层厚度b 外层平均半径 =2× 内层平均半径 ， (1)互换前 互换后 倍 (2)小的包在内层较好 5.水在套管式换热器的内管中流动。已知内管的直径为(25(2.5mm，长度为6m；水的流量为2m3(h-1，温度由15℃升高至35℃，试计算管壁对水的对流传热系数。若水的流量下降为0.4m3(h-1，℃，查附表得水的物性参数为 ，， (1) 10000 (湍流) 又0.7Pr120，，(被加热) (2)当时， (过渡流) 9.试计算：(1) 120℃的饱和水蒸气冷凝为120℃的水时所放出的热量。(2) 120℃的饱和水蒸气冷凝为60℃的水时所放出的热量。(3) 常压下，空气由20℃升温至80℃时所吸收的热量。 解：质量流量w均取1kg/s (1)当 oC， (2)120 oC蒸汽60oC水 oC， (3)空气20 oC80o oC， 10.在列管式换热器中用水冷却油。已知换热管的直径为(19(2mm，管壁的导热系数(=45 W(m-1(oC-1；水在管内流动，对流传热系数(i=3500W(m-2(oC-1；油在管间流动，对流传热系数(o=250W(m-2(oC-1；水侧的污垢热阻Rsi=2.5(10-4m2( oC(W-1，油侧的污垢热阻Rso=1.8(10-4m2( oC(W-1。试计算：(1) 以管外表面为基准的总传热系数。(2) 因污垢热阻而使总传热系数下降的百分数。 解：(1) (2)污垢前 12.苯在逆流换热器内流动，流量为2000kg(h-1，温度由70℃下降至30℃。已知换热器的传热面积为6m2，热损失可忽略不计；总传热系数为300W(m-2(oC-1；冷却介质为20℃的水，定压比热为4.18kJ(kg(℃-1。试计算：(1) 冷却水的出口温度；(2) 冷却水的消耗量，以m3(h-1表示。 解：(1) oC 70－t2 10 oC (2) 13.在逆流换热器内，用20℃的水将流量为4500kg(h-1的液体由80℃冷却至30℃。已知换热管由直径为(25(2.5mm的钢管组成；液体走壳程，对流传热系数为1700 W(m-2(oC-1，定压比热为1.9kJ(kg(℃-1，密度为850kg(m-3；水走管程，对流传热系数为850W(m-2(oC-1。若水的出口温度不超过50℃，换热器的热损失及污垢热阻均可忽略不计，试计算换热器的传热面积。 解： 若 1