化工基礎(chǔ)第四章習(xí)題答案

1、 2.如習(xí)題1燃燒爐的平壁是一層厚度為230mm的耐火磚（ =1.163)、一層普通磚厚度為240mm的普通磚（ =0.5815）和一層厚度為40mm的保溫材料（ =0.07）砌成，當(dāng)定態(tài)后測得內(nèi)壁面溫度為720 ，保溫材料外表面溫度為70 。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。 解:3平壁爐是用內(nèi)層為120mm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。測得爐內(nèi)壁溫度為800，爐外側(cè)壁面溫度為113。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)的石棉。包扎后測得各層溫度為：爐內(nèi)壁溫度為800，耐火磚和普通磚

2、界面溫度為686，普通磚和石棉界面溫度為405，石棉外側(cè)溫度為77。試求包扎后熱損失較原來熱損失減小的百分?jǐn)?shù)?4、 在50mm×5mm的不銹鋼管(1 = 16W·m-1·K-1)外包扎30mm厚的石棉(2 = 0.22W·m-1·K-1)，測得管內(nèi)壁面溫度為600，石棉外壁面溫度為100；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(3 = 0.07) 。問：該保溫材料的厚度應(yīng)為多少？30mm5mm50mm解：管線的熱損失2 · lnr1ri+11iQ/L = ·t2×

3、3.14（600 - 100） ·ln + ln r1r21112r2r3=管線各層半徑r1 =(50 - 2×5)/2 = 20(mm) = 0.02m，r2 = r1 + 5×10-3 = 0.025(m)，r3 = r2 + 30×10-3 = 0.055(m)；導(dǎo)熱系數(shù)1 = 16W·m-1·K-1 ，2 = 0.22W·m-1·K-1 。180.014 + 3.58431403140 ·ln + ln 202511610.222555管線的熱損失Q/L = =r4 - r330mm5mm50mm

4、 = 873(J·s-1·m-1)需加保溫層的厚度確定管線的熱損失Q/L = 873 - 873×60= 349.2(J·s-1·m-1)0.014 + 3.584 + ln314010.0755r4求r4349.2 =3.598 + ln314010.0755r4=移項(xiàng)整理有：349.2×3.598 + 14.29·ln(r4/55) = 31401256.4 + 4990·ln(r4/55) = 3140則：ln(r4/55) =(3140 - 1256.4)/4990 = 0.377lnr4 = 0.377 + ln55 = 0.377 + 4.007 = 4.384即：r4 = arcln4.384 = 80(mm)確定保溫材料的厚度r4 - r3 = 80 - 55 = 25(mm)= 0.025m9在一列管換熱器中，用水蒸氣加熱原油。管子規(guī)格為25mm×2.5mm，管內(nèi)原油的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為1000 W·m-2·K-1，管內(nèi)污垢層的熱阻系數(shù)Rh,1=1.5 ×10-3m2·K·W -1；管外水蒸氣加熱原油，管外水蒸氣冷凝的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為10000