材料工程基礎(chǔ)第三、五、六章的答案.

1、1系數(shù)為多大？，試問此時的對流換熱氣對流換熱傳給空氣。如果全部熱量通過空，輸入加熱段的功率為長，加熱段長度，管子外徑空氣溫度管壁平均溫度，得到下列數(shù)據(jù)：圓管的對流換熱試驗中測定空氣橫向流過單根在一次5w. 880mm14mmdC20t,C69t 13fw解：根據(jù)題意，低溫空氣外掠圓管將熱量從圓管帶走。5w. 8Q . 11量為單位時間輸入圓管的熱fw2tthAQ . 2遞給空氣的熱量通過空氣對流由圓管傳tLr25 . 8ttAQh tthAQQfw1fw21又因：CmJ23-3-/33.4949108010725 . 8tLr25 . 8h 23-2 一外徑為0.3m，壁厚為5mm的圓管，長為

2、5m，外表面平均溫度為80。200的空氣在管外橫向掠過，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h為80W(m2K)。入口溫度為20的水以0.1m/s的平均速度在管內(nèi)流動。如果過程處于穩(wěn)態(tài)，試確定水的出口溫度。水的比定壓熱容為4184J(kgK)，密度為980kgm3。解：根據(jù)題意，高溫空氣外掠圓管將熱量傳遞給圓管內(nèi)通過的水。高溫空氣傳遞給圓管的熱量為：180 3.14 0.3 5200 8045216fwfwQhA tthdlttW 流體吸收圓管傳遞的熱量為：22234184 98020.12044184 9800.3 2 5 100.1204poutinpoutinoutoutQc m ttcAu ttdtt 12Q

3、Q21.67outt33-3 用平底鍋燒開水，與水相接觸的鍋底溫度為111，熱流密度為42400W/m2。使用一段時間后，鍋底結(jié)了一層平均厚度為3 mm的水垢。假設(shè)此時與水相接觸的水垢的表面溫度及熱流密度分別等于原來的值，試計算水垢與金屬鍋底接觸面的溫度。水垢的導(dǎo)熱系數(shù)取為1W/(mK)。解：根據(jù)題意，可以作為單層平壁導(dǎo)熱問題處理，即12wwttq101wt3142400 3 10111238.2wt T2=110 Q=42400T2=110 Q=42400T1 ?4 4 通過單層平壁的導(dǎo)熱1) 一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱已知:平壁的兩個表面分別維持均勻且恒定的溫度tw1和tw2，

4、無內(nèi)熱源，壁厚為。 解：導(dǎo)熱系數(shù)k常數(shù)，無內(nèi)熱源、一維、穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱微分方程式220d tdx=t=C1x+C2 x= 0 時t= tw1x=時t= tw2 211wwwtttxtd-=+21wwttdtdxd-=12()wwk ttkqtdd-=D表面積為A kQAtd=D5 通過多層平壁的導(dǎo)熱已知：各層的厚度1、2、3，各層的導(dǎo)熱系數(shù) k1 、k2和k3及多層壁兩表面的溫度tw1和tw4。 解：121123223433wwwwwwttqkttqkttqkddd-=-=-= 14312123wwttqkkkddd-=+14312123wwttqkkkddd-=+1(1)1ww mniiittqk

5、d+=-=求：各層間分界面上的溫度。1211wwttqkd=-3343wwtqtkd=-614131241234()wwttqkkkkdddd-=+131241234()Rtkkkkdddd-=+7 通過圓筒壁的導(dǎo)熱已知：一個內(nèi)外半徑分別為 r1 、r2的圓筒壁，其內(nèi)、外表面溫度分別維持均勻恒定的溫度t1和t2。 求：通過圓筒壁的導(dǎo)熱量及壁內(nèi)的溫度分布。解：()0ddtrdrdr=12lntCrC=+211121ln( / )ln(/ )ttttr rrr-=+1221ln(/ )ttkqkrrrrt-=-12212()2ln(/ )kl ttQqrlrrpp-=21ln(/)2kddtRQk

6、lpD=142113224332 ()ln(/)/ln(/)/ln(/)/l ttQddkddkddkp-=+r = r1時 t = t1 r = r2時 t = t2通過多層圓筒壁的導(dǎo)熱一維、穩(wěn)態(tài)、無內(nèi)熱源柱體導(dǎo)熱83-4 一厚度為10 cm的無限大平壁，導(dǎo)熱系數(shù)k為15W(mK)。平壁兩側(cè)置于溫度為20，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h為50W(m2K)的流體中，平壁內(nèi)有均勻的內(nèi)熱源 =4104Wm3。試確定平壁內(nèi)的最高溫度及平壁表面溫度。Q解：由于對稱性，僅研究壁厚的一半即可。該問題的數(shù)學(xué)描寫為：具有均勻內(nèi)熱源的平壁022 kQdxtd0 x0 dxdt x)(ftthdxdtk 對式(a)作兩次積分，并

7、由邊界條件式（b）、（c）確定其積分式中的常數(shù)，最后可得平板中的溫度分布為：(a)(b)(c)fthQxkQt )(2220 x x263.3max2QQtttfkh60Qtttsfh9厚度。，使確定所需的保溫層米長管道上散熱量小于，且每度不超過，希望保溫層外表面溫為已知蒸汽管道外壁溫度的超細玻璃棉氈保溫。為的蒸汽管道，覆蓋密度外徑為163wC50C40020kg/m100mm 533解：mmmmrr50210012的半徑，則包裹保溫層后管道厚度為根據(jù)題意，設(shè)保溫層的11211221ln2ln2rrTTLkrrTTLkQ律得：由通過圓筒壁導(dǎo)熱的規(guī)。度時，可取的臨界最小厚。所以當(dāng)可取單位長度即因

8、此，不超過且保溫層外表面溫度道散熱量由已知條件：每米長管C501mLC50,16322TTw1635050ln5040014. 32163ln21121kQrrTTLkQ，代入已知數(shù)據(jù)此時：mmQkmJk3 .59 1635050ln350058. 014. 32/058. 0，所以的導(dǎo)熱系數(shù)查表可得對應(yīng)玻璃面氈103-6 一烘箱的爐門由兩種保溫材料A及B做成，且 A=2B。已知kA=0.1W(mK)，kB=0.06 W(mK)，烘箱內(nèi)空氣溫度tf1=400，內(nèi)壁面的總表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h1=50 W(m2K)。為安全起見，希望烘箱爐門的外表面溫度不得高于50。設(shè)可把爐門導(dǎo)熱作為一維問題處理，試決定

9、所需保溫材料的厚度。環(huán)境溫度tf2=25，外表面總表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h2=9.5W(m2K)。解：根據(jù)題意，爐門作為雙層平壁考慮，則熱流體經(jīng)多層平壁傳熱給冷流體的傳熱過程的熱流密度可直接寫出為：1211211ffniiittqhkh222wfqhtt外222wfqtth22250wfqtth4002550259.511500.10.069.5ABq0.055B20.11AB11)./(25)./(500/8000C1)/(550120A/m0.01C251mm 8332kmwkkkgJcmkgkmw，導(dǎo)線的數(shù)，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)保持為常所需的時間為多少？設(shè)相差導(dǎo)線溫度與穩(wěn)定時之值瞬間到值為多少？從通電開始

10、，問導(dǎo)線溫度穩(wěn)定后其面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為與油之間的表并保持不變，導(dǎo)線表面的電流突然流經(jīng)此導(dǎo)線設(shè)電流強度為。為的恒溫槽中，其電阻值的金屬絲置于溫度為直徑為4khDkDL4hkAVhBi 1. 2LD法，由已知條件得，判斷是否可用集總參數(shù)解：）（無限長圓柱所以：，因5 . 005. 01 . 00055. 02541015504khDBi,1)/(25)/(55032MMmmDkmwkkmwhvcdVetdtQ衡方程式：義式可對金屬絲列熱平所以，由集總參數(shù)的定 4 44001. 014. 355001. 0120222222dtdTLCDTTDLhRLIdtdTLCDTLCDtdVetTTLLTTDLhR

11、LIdtQPPPvcCtndtdT55. 038.83T-T38.83T-T-0.55 T-T0.55-45.86積分可得：)55. 0exp(38.8338.83T-T38.83 C25TT0tnCTt將其值返代回原式得：，為恒溫槽溫度即，其中時，代入當(dāng)120)55. 0exp(38.83tt，此時式時，導(dǎo)線溫度達到穩(wěn)定當(dāng)時間CTTTT38.1082538.8338.83 38.83此時得出： )55. 0exp(38.8338.8352-107.38 )55. 0exp(38.8338.83T-T 38.1071 . 2ttCTC由于：時其數(shù)值為導(dǎo)線溫度與穩(wěn)定值相差St04. 8可求得時間

12、13畢渥數(shù)Bi1.hkRR2.hkRR以第三類邊界條件為重點ttfhtfhx 0問題的分析 如圖所示，存在兩個換熱環(huán)節(jié)：a 流體與物體表面的對流換熱環(huán)節(jié) b 物體內(nèi)部的導(dǎo)熱1hRhkRk有如下三種可能：1khRkhBiRhk畢渥數(shù)：對流換熱很快，忽略對流傳導(dǎo)換熱很快，忽略導(dǎo)熱都存在Bi 0Bi Bi 有限大小3.hkRRkAVhBi 導(dǎo)熱系數(shù)相當(dāng)大，幾何尺寸很小，或者表面換熱系數(shù)極小，都可采用集總參數(shù)法14集總參數(shù)法分析求解1 定義：忽略物體內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻、認為物體溫度均勻一致分析方法。此時 ，溫度分布只與時間有關(guān)，即 ，與空間位置無關(guān)，因此，也稱為零維問題。 0Bi )(ft 2 溫度分布如圖

13、所示，任意形狀的物體，參數(shù)均為已知00tt時，將其突然置于溫度恒為t的流體中0 or0,hBihor kk，1515集總參數(shù)法分析求解忽略內(nèi)部熱阻（t=f()）、非穩(wěn)態(tài)、有內(nèi)熱源，能量方程可化為：ddtVctthA-)(00)0(-ttddVchAtQc其中 應(yīng)看成是廣義熱源，即界面上交換的熱量可折算成整個物體的體積熱源 Q)( ttAhVQ集總參數(shù)法方程令過余溫度tt，有：積分 00dcVhAd)exp(00 cVhAtttt 1616集總參數(shù)法分析求解對上式進行整理，得：0Aexp()hVckkAVlkc20exp()exp()vvl alhBi Fok令： 為時間常數(shù)，表示物體蓄熱量與表

14、面換熱量之比hAcVc當(dāng)c：00exp( 1)0.36836.8%tttt當(dāng)4c：0exp( 4)1.83%工程上認為此時已達到熱平衡狀態(tài)當(dāng)0：000exp(0)1100%tttt 1hll kBikh物體內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻物體表面對流換熱熱阻22Flol a換熱時間邊界熱擾動擴散到 面積上所需的時間17200exp()exp()vvl atthBi Fotltk對于球、板和柱體，當(dāng)Bi滿足：MkAVhBiv1 . 0)/(無限大平板，M1無限長圓柱，M1/2球，M1/3可以采用集總參數(shù)法進行分析。采用此判據(jù)時，物體中各點過余溫度的差別小于5%18。，熱擴散率為？球的導(dǎo)熱系數(shù)為時球表面的溫度為多少需

15、要經(jīng)過多長時間，此到，問欲使球心溫度降低熱系數(shù)可取為設(shè)冷卻過程中的表面?zhèn)鞯挠驮≈?。，后將其置于溫度為，初溫為一鋼球直徑為smkmwkmw/10229. 1)./(44.8C150)/(200C10C25010cm 93252件。，滿足集總參數(shù)法的條，由已知條件得，因鋼球的解：MR1 . 00074. 044.830.052003khRkR434hkAVhBi31M 1. 233352103 . 305. 03410229. 18 .4405. 04200VkhACVhAkCCk :，又因熱擴散系數(shù)因s3 .163 103 . 3exp01-25001-150103 . 3expT-TT-T :

16、330又因19。流換熱區(qū)管內(nèi)層流充分發(fā)展的對均勻熱流邊界條件下在數(shù)。的對流換熱表面?zhèn)鳠嵯翟趽Q熱管充分發(fā)展區(qū)域的電加熱管子。試估計的流速流經(jīng)內(nèi)徑為的空氣，以、壓力為平均溫度為4.36Nu25mm1.5m/s120kpaC100 113C100t m平均溫度管內(nèi)流動情況，由題知此題為強制對流換熱的解：kmwk/0317. 01045.236，數(shù)為：查得對應(yīng)的空氣物性參，所以為層流；判斷流體的流態(tài)：230015991045.2310255 . 1Re63dum)/(53. 536. 40317. 0102523kmwhhkhdNu，所以可求得：規(guī)律得：層條件下強制對流換熱由管內(nèi)層流常熱流邊界20。流

17、換熱區(qū)管內(nèi)層流充分發(fā)展的對均勻熱流邊界條件下在數(shù)。的對流換熱表面?zhèn)鳠嵯翟趽Q熱管充分發(fā)展區(qū)域的電加熱管子。試估計的流速流經(jīng)內(nèi)徑為的空氣，以、壓力為平均溫度為4.36Nu25mm1.5m/s120kpaC100 113C100t m平均溫度管內(nèi)流動情況，由題知此題為強制對流換熱的解：kmwk/0317. 01045.236，數(shù)為：查得對應(yīng)的空氣物性參，所以為層流；判斷流體的流態(tài)：230015991045.2310255 . 1Re63dum)/(53. 536. 40317. 0102523kmwhhkhdNu，所以可求得：規(guī)律得：層條件下強制對流換熱由管內(nèi)層流常熱流邊界213-12 對置于氣流中

18、的一塊很粗糙的表面進行傳熱試驗，測得如下的局部換熱特性的結(jié)果：Nux=0.04Rex0.9 Pr1/3 其中特性長度x為計算點離開平板前緣的距離。試計算當(dāng)氣流溫度t=27、流速u=50 ms時離開平板前緣x=1.2 m處的切應(yīng)力。平壁溫度tw=73。解：查空氣的物理性質(zhì)t=27，3302027201.165 1.20527201.20571.177/1010kg m666623020272018.6 1018.1 10272018.1 10718.45 10/1010N s m6561.177 50 1.2Re3.83 105 1018.45 10ul 紊流粘滯切應(yīng)力雷諾切應(yīng)力切應(yīng)力22 40

19、80101.013p16mm 4135傳熱量之比。的情形通過單位面積夾層之上及冷表面之下兩種試計算熱表面再冷表面。，另一個表面溫度為為的空氣。一個表面溫度，夾層內(nèi)充滿壓力表面間距一水平封閉夾層，上下CCpa 696. 0Pr,/1018.97k),0.029w/(m. 6040802121 26-21smCtttwwm空氣物性參數(shù)定性溫度流換熱問題。本題為有限空間自然對解：2/5 .72016. 04080029. 0 mwtq熱，于是內(nèi)無自然對流，僅有導(dǎo)當(dāng)熱表面在上時，夾層4263231034. 1 1097.1860273016. 040808 . 9tgGr內(nèi)有自然對流，當(dāng)熱表面在下時，

20、夾層KmWNuhGrNu./77. 308. 2696. 01034. 1212. 0Pr212. 0241441；KmWthq./8 .150408077. 322所以，單位傳熱量08. 25 .728 .15012qq量之比：所以，兩種情況下傳熱23)/(18212%42.05w1.5m31mm28mm1.6m/sC10 313kmwk溫。管材的）管子外表面的平均壁度；（）管子出口處的平均溫（，試確定：失為，通過絕熱層的散熱損。設(shè)加熱器總功率為層熱器，其外還包有絕熱勻的纏繞這電阻作為加的管子。管子外表面均、長、外徑為的速度流入內(nèi)徑為的水以中，在一次對流換熱的試驗311.102 . 206.

21、10059. 0005.10059. 05 . 1101427 .49339375. 0209.4129375. 0209.41)005.10(7 .493368.240PrRe023. 03020,60/102 . 1 ,101043. 3Re,120, 7 . 052. 9Pr23001043. 310306. 110286 . 1Re)005.10(2*9375. 0*209.41005.102),(,01.100102. 00102. 05 . 1014. 014. 341849809375. 0209.41 )( )()()./(4184,980kg/mC10 9375. 06 .

22、15 . 1;209.4198. 005.4202. 01 . 1 1122112324 . 08 . 054446322122122121212231wwwwwwfffffwfffwfwffffffpffpfpftrrnttlkQttrlhtdkNuhkhdNuNuCDLudtrlhttttthAQtttttttVCttmCtQtkkgJCtsuLtWQQ，由圓筒壁導(dǎo)熱規(guī)律則度為設(shè)管子外表面的平均溫，所以又因：，波爾特公式：特斯努塞爾數(shù)可用關(guān)聯(lián)式迪，所以，水的溫度，且查表得：，此時為紊流；又因此時其中熱量還可以寫成：水和管壁之間的對流換設(shè)管子內(nèi)壁溫度為，溫度為設(shè)管子出口處水的平均等于水自身的

23、焓變化，水和管壁之間的換熱量的水的物性參數(shù)為：又因為，水流過管長所用的時間有效熱量為：加熱器傳遞給管內(nèi)水的解：24輻射。內(nèi)任何位置得到的投射及其對應(yīng)的波長，空腔強度輻射能，最大光譜輻射。試求小孔的輻射力及度表面保持均勻一致的溫的小孔，整個空腔為大空腔上開有一個直徑如附圖所示，一個封閉1200kT10mm 173w，問假設(shè)管面的輻射率量損失，假設(shè)遮熱管兩的輻射遮熱管來降低熱。用一根直徑，輻射率表面溫度的管套將它包裹起來，。外部用一個輻射率，若管外表面溫度的管道輸送低溫介質(zhì)，如附圖所示，用0.0530mmr4 . 0300KT40mmr0.2577KT20mmr 233333222111253-1

24、8 某物體表面在427時的輻射能力與黑體在327時的輻射能力相同，求該物體的輻射率。解：根據(jù)斯蒂芬-波爾茨曼定律44427273bEET44327273bET0.543-19 兩無限大平行平面，其表面溫度分別為20 及600，輻射率均為0.8。在這兩平面中安放一塊輻射率為0.8或0.05的遮熱板，試求這兩塊無限大平行平面間的凈輻射熱量。解：兩無限大平行平面種間有遮熱板的輻射網(wǎng)絡(luò)圖由四個表面熱組和兩個空間熱組串聯(lián)而成，其凈輻射量為：21,2131211332324421123123111112600 27320 2731111112121bbnetbbEEqFFEE1230.8120.830.0

25、52,2111824/netqW m2,21803/netqW m263-20 兩無限大平行平板和，平板為黑體，溫度t1=827，平板為輻射率等于0.8的灰體，溫度t2=627。試求：(1)平板在此情況下的最大輻射強度的波長； (2)兩平板的有效輻射； (3)兩平板間的凈輻射熱量； (4)繪出系統(tǒng)的輻射網(wǎng)絡(luò)圖。解： (1)根據(jù)普朗克定律黑體最大光譜輻射強度的波長與溫度有如下數(shù)學(xué)關(guān)系2896mT289628962.631100mmT (2)如圖可知，物體的有效輻射是本射輻射與反射輻射之和。對于黑體，其有效輻射就是本身輻射。 4111JET422222222JEGTG (a)(b)27對兩個無限大

26、平行平板，一板有效輻射必然全部投射到二板上。即： 21GJ 22211 (c)(d)同時 聯(lián)立方程（a）（b）（c）（d）得：442118.30 10/JTW m44422222114.64 10/JTTW m (3)兩平板間的凈輻射熱量4442,12128.30 104.64 103.66 10/netqJJW m44121242,12221223.66 10/11111bbnetTTEEqW mF(4)繪出系統(tǒng)的輻射網(wǎng)絡(luò)圖285-1 下列三種空氣作為干燥介質(zhì)，問采用何者干燥推動力最大？何者最??？為什么？ t=60，X=0.015kg/kg干空氣 t=70，X=0.040kg/kg干空氣 t

27、=80，X=0.045kg/kg干空氣解：要知道各情況下空氣干燥推動力大小，其實質(zhì)是求解相對濕度。0.622svXpXp查表，當(dāng)溫度分別為t=60, t=70, t=80時，飽和水蒸氣分壓分別為19.9163kPa,31.1567kPa,47.3465kPa。濕空氣總壓為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。 10.015 101.32511.98%0.6220.6220.01519.9163svXpXp20.040 101.32519.65%0.6220.6220.04031.1567svXpX p30.045 101.32514.44%0.6220.6220.04547.3465svXpX p結(jié)論： 的干燥推動力

28、最大， 最小。295-2 已知大氣壓強為0.1Mpa，溫度為30，露點溫度為20，求空氣的相對濕度、含濕量、焓、水蒸氣分壓。解：含濕量X與psd(溫度露點td時的飽和水蒸氣分壓)滿足以下關(guān)系： 3632.3379 100.6220.6220.0150.1 102.3379 10sdsdpXkgkgpp水蒸氣/干空氣630.015 0.1 1055.50%0.6220.6220.0154.2430 10svXpXp查表，當(dāng)溫度為t=30時，飽和水蒸氣分壓為4.2430kPa。濕空氣的焓：00()(1.005 1.85)2501avwhcc X tXc tXX tX1.005 1.85 0.015

29、302501 0.01568.50/kJ kg干空氣水蒸氣分壓：%100svvsvvpp55.50% 4.24302.3549vsvppkPa305-3 將干球溫度27，露點為22的空氣加熱到80，試求加熱前后空氣的相對濕度的變化量。解：濕空氣在露點溫度下處于飽和狀態(tài)，其濕含量保持不變，查表得t=20 和 t=25 飽和水蒸氣的分壓為2.3379kPa和3.1674kPa。則t=22時的飽和水蒸氣的分壓為：2.66970.6220.6220.017101.3252.6697sdsdpXkgkgpp水蒸氣/干空氣20252022202.66972520sdsvsvsvppppkPa270.017

30、 101.32574.93%0.6220.6220.0173.5976svXpXp查表，t=25、 t=30和t=80飽和水蒸氣的分壓為3.1674kPa 、4.2430kPa和47.3465kPa 。2725302527253.59763025svsvsvsvppppkPa800.017 101.3255.69%0.6220.6220.01747.3465svXpXp278069.24%315-5 將20， 的新鮮空氣與50， 的熱氣體混合，且 ， ，且新鮮空氣和廢氣的比熱相同，求混合后氣體的相對濕度、焓。如將混合氣體加熱到102該氣體的相對濕度和焓為多少？%151%802skgma/501

31、skgma/202解：查表,t為20和50飽和水蒸氣分壓為2.3379kPa 和12.3338kPa 。已知 和 。%151%80211115%2.33790.6220.6220.002101.325 15%2.3379svsvpXkgkgpp水蒸氣/干空氣22280% 12.33380.6220.6220.067101.32580% 12.3338svsvpXkgkgpp水蒸氣/干空氣11101101111()(1.005 1.85)2501avwhcc X tXc tXX tX22202202222()(1.005 1.85)2501avwhcc XtXc tXXtX1.005 1.85

32、0.002202501 0.00225.11/kJ kg干空氣1.005 1.85 0.067502501 0.067224.02/kJ kg干空氣32混合后：12312121250200.0020.0670.02050 2050 20aaaaaammXXXkgkgmmmm水蒸氣/ 干空氣1231212125225.11224.0281.94/77aaaaaammhhhkJ kgmmmm 干空氣將混合氣體加熱到102時：濕空氣中水蒸氣所能達到的最大分壓是濕空氣的總壓。 33102333.12%0.6220.622svX pX pXpXp1023102031020331023()(1.005 1

33、.85)2501avwhcc X tXc tXX tX1.0051.850.0201022501 0.020156.30/kJkg干空氣335-8 一理想干燥器在總壓為100kPa下，將濕物料水分由50%干燥至1%，濕物料的處理量為20kg/s。室外大氣溫度25，濕含量為0.005kg水/kg干空氣，經(jīng)預(yù)熱后送入干燥器。廢氣排出溫度為50，相對濕度60%。試求：空氣用量；預(yù)熱溫度；干燥器的熱效率。解：（1）干物料的處理量011(1)20 (1 0.5)10/wmmXkgs干料濕物料進、出干燥器的干基含水量1110.51/11 0.5wdwXXkg kgX干料2220.010.01010/11

34、0.01wdwXXkg kgX干料干燥過程蒸發(fā)水分 012()10 (1 0.01010)9.899/ddwmm XXkg s空氣離開干燥器時的狀態(tài) t2=50， 260%，查表 5012.3338svpkPa502250260% 12.33380.6220.6220.05010060% 12.3338svsvpXkgkgpp水蒸氣/干空氣空氣進入干燥器時100.005/XXkg kg干空氣34干燥過程干空氣用量 219.899219.98/0.0500.005wmVkgsXX干空氣對應(yīng)濕空氣用量為 01219.981 0.005221.08/VXkgs空氣求預(yù)熱溫度無外加熱源的物料干燥過程可

35、以看作是絕熱加濕過程。絕熱加濕過程中，濕空氣的焓保持不變。 空氣離開干燥器時的焓 2222(1.005 1.85)2501(1.005 1.85 0.050) 502501 0.050180/hXtXkJ kg干空氣空氣進入干燥器時的焓1111(1.005 1.85)2501hX tX111125011.005 1.85hXtX21hh211125011802501 0.0051651.005 1.851.005 1.85 0.005hXtX35干燥器的熱效率%10021QQQt)187. 488. 12492(121mwttmQ20221()mmmQm ctt10VhQVhp101 1202

36、 2mdmLVhm c tQVhm c tQdpQQQ1.005 1.85cX129.8992492 1.88 504.187 25101.005 1.85 0.00550 25101.005 1.85 0.05501.005 1.85 0.00525tdQQQ365-10 在恒定干燥條件下，將物料由含水量0.33kg/（kg干料）干燥到0.09kg/（kg干料）需要7h，若繼續(xù)干燥至0.07kg/（kg干料），還需要多少時間？已知物料的臨界含水量為0.16kg/（kg干料），平衡含水量為0.05kg/（kg干料）。設(shè)降速階段的干燥速率與自由含水量成正比。解：（1）由于X1XcX2，物料含水量

37、從X1下降X2到經(jīng)歷等速干燥和降速干燥兩個階段（2）繼續(xù)干燥所需要的時間設(shè)物料從臨界含水量Xc，干燥至X3=0.07kg/kg干料所需時間為3，則AcjXXFm)(101202ln)(XXjFXmcAc恒11220.330.161.8460.160.16 lnln0.09cccXXXXX127h1=4.54 h 2=2.46 h33220.16lnln0.071.440.16lnln0.09ccXXXX321.44繼續(xù)干燥所需要的時間：3220.440.44 2.461.08h376-1 若煤質(zhì)分析表中列出如下成分FCad38.6、Had2.6、Sad3.8、Nad0.8、Oad3.1、Mad

38、11.0、Aad40.1, 而工業(yè)分析表明，實際水分Mar16，試求實際燃料的收到基成分及發(fā)熱量?解：1kg空氣干燥基燃料折合成實際燃料收到基11 0.1638.6%36.4%11 0.11araradadMFCFCM11 0.1640.1%37.8%11 0.11araradadMAAM11 0.163.8%3.6%11 0.11araradadMSSM11 0.160.8%0.8%11 0.11araradadMNNM11 0.163.1%2.9%11 0.11araradadMOOM11 0.162.6%2.5%11 0.11araradadMHHM38110.3640.3780.025

39、0.0360.0080.02916.0%arararararararMFCAHSNO 39(2)計算煤的發(fā)熱量, ,0360003850010000net v adadadadQKMAVa)無煙煤：112.6%5.3%11 0.11 0.401dafadadadHHMA112.6% 3.8% 0.8% 3.1%21.1%11 0.11 0.401dafadadadVVMA10.10.11121.1% 0.1 40.1%16.6%1 11.0%dafdafddafadadVVAVAM035588K 035797K , ,036000385001000035588 36000 11.0% 3850

40、0 37.8% 10000 10.3% 16045/net v adadadadQKMAVkJ kg, ,036000385001000035797 36000 11.0% 38500 37.8% 10000 10.3% 16254/net v adadadadQKMAVkJ kg40b) 煙煤：adadadadadvnetMVAMKKQ167501260)(2510100(10011,21.1%35%dafV11.0%3%adM焦炭特性取4級，查表1348K , ,100 348 (100 348 2510)(11.0% 40.1%) 1260 10.3% 16750 11.0%13762/

41、net v adQkJ kg且416-4 已知某窯爐用煤的收到基組成為：=1.2，計算：實際空氣量（Nm3/kg）；實際煙氣量（Nm3/ kg）；煙氣組成。組分 Car Har Oar Nar Sar Mar Aar 質(zhì)量（%） 75.0 6.8 5.0 1.2 0.5 3.5 8.0 解：基準(zhǔn)：1kg煤。 (1)空氣量計算理論空氣量Va0：200310010022.4211243232210.750.0680.0050.0510022.41243232218.33ararararaoCHSOVVNm kg實際空氣量Va：031.2 8.3310.00aaVVNmkg42(2)煙氣量計算理論煙

42、氣量V0：222200000037922.41221832281000.750.0680.0350.0050.0127922.48.331221832281008.80COH OSONarararararaVVVVVCHMSNVNm kg實際煙氣量V：00318.801.2 18.3310.47aVVVNmkg(3)煙氣組成百分數(shù)計算212 22.40.75 12 22.4100%100%13.37%10.47arCCOV221822.40.068 20.035 1822.4100%100%7.69%10.47ararHMH OV43232 22.40.005 32 22.4100%100%0

43、.03%10.47arSSOV02121%1.2 18.33 21%100%100%3.34%10.47aVOV228 22.479%100%0.012 28 22.4 10.00 79%100%10.4775.55%araNVNV煙氣中CO2、H2O、SO2、O2、N2的百分含量分別為：13.37% 、7.69% 、0.03% 、3.34% 、75.55%。446-6 某窯爐使用發(fā)生爐煤氣為燃料，其組成為（%）：燃燒時=1.2，計算：燃燒所需實際空氣用量（ Nm3/ Nm3煤 氣）；實際濕煙氣生成量（Nm3/ Nm3煤氣）； 干煙氣及濕煙氣組成百分率。 組分 CO2 CO H2 CH 4 C2H 2 O2 N 2 H 2S H 2O 含量（%） 5.5 26.0 12.5 2.5 0.5 0.2 47.0 1.3 4.5 解：（1）計算1Nm3煤氣燃燒所需要的空氣量理論空氣量： 024223311310022242211000.5 0.260.5 0.1252 0.0252.5 0.005 1.5 0.0130.0 02211.298Nm / NmamnnVCOHCHmC HH SO 煤氣實際空氣量： 0331.2 1.2981.