化工基礎(chǔ)第四章的習(xí)地的題目答案詳解

1、1 .燃燒爐的平壁是-總耐火磚和一層普通磚砌成，內(nèi)層耐火磚厚度為230mm外層許通磚厚度為240mm. 當(dāng)達(dá)到定態(tài)傳熱時測得爐內(nèi)壁溫度是700它，外表面淋度是WCt為了減少熱量損失，在普通磚外而 加砌一層厚度為40mm的探淤材料，當(dāng)定態(tài)后測得內(nèi)壁面溫度為720V,保溫材料外表而溫度為70*C,試 求加保溫材料曲后每平方米壁面熱損失是多少？耐火磚、普通橋、保溫材料的熱導(dǎo)率分別可取1J 63W m_, KO.SSIS W m1 0.07 W-m1 K1 1,解：6 =230mm=0.23ni5 2=240mm= 0.24md 3=40mm0.04m“=7o(rc$=100匸=720914=70 r

2、A =163Wth-1kJh 2=Ot5815W-m-1*K-1 A 3=0h07W*mlK-1加保溫材料前q=Hp / A= (tr t3)/( 5 !；A t+5 2/A 2X700-100)/(0.2371.163+0.24/0.5815)=982.8 W*m2(6 分) 加保溫材料后q=p / A= (tr)/( 6 i/A i+6 3/A :46 3/A 3)= (720-70)/(0.23/1.163+0.24/0.5815+0.04/0.07) =550 Wm-2 & 分)所以加保溫材料前后每平方米壁面熱損失分別是982卡550W*m-22.如習(xí)題1燃燒爐的平壁是一層厚度為230

3、mm勺耐火磚（入=1.163）、一層普通磚厚度為240mm的普通磚（ 入=0.5815 ）和一層厚度為 40mm的保溫材料（ 入=0.07 ）砌成，當(dāng) 定態(tài)后測得內(nèi)壁面溫度為720 C，保溫材料外表面溫度為70 C。試計(jì)算耐火磚與普通磚、普通磚與保溫材料間的交界面溫度。720 - 70=A = 550A0.230.240.041.1630.58150.075720 - t21-0.234 A1.163t3t3-7033AA =550 A,t2 二 611.23 平壁爐是用內(nèi)層為0.04550 A，0.07心=3842120mm厚的耐火磚和外層為230mm的普通磚砌成。兩種磚的導(dǎo)熱系數(shù)均為未知。

4、測得爐內(nèi)壁溫度為800C，爐外側(cè)壁面溫度為 113 C。為減少熱損失，后又在普通磚外包一層厚度為 50mm導(dǎo)熱系數(shù)為0.2 W/（m? C ）的石棉。包扎后測得各層溫度為： 爐內(nèi)壁溫度為800 C,耐火磚和普通磚界面溫度為686 C，普通磚和石棉界面溫度為405C,石棉外側(cè)溫度為77 C。試求包扎后熱損失較原來熱損失減小的百分?jǐn)?shù)？解：包扎石棉層后的熱損失屮 埒一4+ 405 -770.05=9呂4叭旳0.15則有如十冬.幾I兄2丿800 一 405984=0.4014 m-K包扎石棉層前的熱損失：q =學(xué)辛一= 1711 W / m 雖 * 乞 0.4014所以絕對熱損失 = -/=1711

5、-984 =727 Wjm2所以相對規(guī)損失口1 - = 1-亡工“-800“/% qgf| 800 1134、在 50mrK 5mm勺不銹鋼管（入i = 16W vm K1）外包扎30mn厚的石棉（入2 =0.22Wm1 K1），測得管內(nèi)壁面溫度為600E，石棉外壁面溫度為100C ；試求 每米管線的熱損失。若上述溫差保持不變，欲使熱損失減少60%，在石棉外層再包裹一層保溫 材料（入3 = 0.07）。問：該保溫材料的厚度應(yīng)為多少?解：管線的熱損失Q/L =2nIn2X 3.14 (600 - 100 )12 In -+ 入1r1?ln350mm管線各層半徑1 =(50 - 2 X 5)/2

6、= 20(mm) = 0.02m，2 = r 1 + 5 X 10-3 = 0.025(m) ， r 3 = r 2 + 30 X 10-3 = 0.055(m);導(dǎo)熱系數(shù)入 1 = 16W- m1 K1 ,入 2 = 0.22W m1 K1。18管線的熱損失3140125155肓ln茴忘？1n憊31400.014 + 3.584Q/L =r 450mm55=873(J s-1 m1)需加保溫層的厚度 確定管線的熱損失Q /L = 873 - 873 X 60%=349.2(J s-1 m1) 求43140349.2 =-10.014 + 3.584 +- ?ln0.07314045513.5

7、98 + ?ln0.07移項(xiàng)整理有:349.2 X 3.598 + 14.29 ln(r 4/55) = 31401256.4 + 4990 In(r *55) = 3140則：ln(r 4/55) =(3140 - 1256.4)/4990 = 0.377Inr 4 = 0.377 + In55 = 0.377 + 4.007 = 4.384即:4 = arcl n4.384 = 80(mm)確定保溫材料的厚度為-r 3 = 80 - 55 = 25(mm)= 0.025m6姬X3糊韻跑札兩謎熱林軋乩腿度刪為25訶4伽,導(dǎo)縣敦刪為訕刑 (rK)及0.04W/U + n若內(nèi)鼬麺卿尉眾面的敲分別

8、為27覚及52求毎米管長 賊失及醸鳩界面Z間的爲(wèi)減6 .【解】由于是穩(wěn)定熱傳導(dǎo)故每米管長的熱損失可用兩層絕熱材料的傳熱量計(jì)算.已知: Wk 025m,昨=0+ 050m, rr0+ 090m0.025 + 0.050i0.050+0.0902Aid j =2ir xx 1 =O.2355m Am-, =2n xx 1=0.4396 m1 2 2Q=, b2人?X2Am= 60+5W275-570,0250,040設(shè)界面溫度為UM有:2乃-f0,025=60.5解出：t=194.?P0.08x0.2355 0.04x0.4396(W8x 0.23557. 一外徑為)00 mm的蒸汽倍,外面包有一

9、層50 mm的絕熱材料 Z = 0,06 J/(m - s - K),其外再包一展 25 nun 的絕熱材料 BUH = 0. 075 J/(m * s K). 若絕熱材料A的內(nèi)表面及絕熱展B的外表面溫度各為170V及389,試怙算毎 米管長的熱損失并怙算A,B界面間溫度。解di = 100 mm=200 mmQ =250 mmtL= 1 于是有丄詁+丄詁一丄曲型+丄b空-57UW/m虹 必 亦 區(qū) 0.061000.075200題5-8圖(T2-T.)2L可得a和R之間的溫度為由 Q= 1 j懸氓5-帯歸疇=65*C9.在一列管換熱器中，用水蒸氣加熱原油。管子規(guī)格為25mm18il算冷卻水用量遲一右）122.2+1&864.2(35-15)=1.68kg / s血於小憶一篤）血/*他一 G 1&弘盒爐嚴(yán) c冷凝段的平均淋度范18.861,68x4.2+ 15 = 1,67960.83-43.5,60.S3In43.5= 51.7Az _ M M叫建XT-ln-L Af2計(jì)算Kj- = 777.8 W 門盧2+35001000所需傳熱面積122.2x10宀A =一3.0