傳熱習(xí)題答案

第四 傳熱習(xí)題答W/(m·℃)1450℃，第二層為絕熱磚，導(dǎo)熱系數(shù)為W/(m·℃)，1100℃，第三層為鐵板，導(dǎo)熱系數(shù)為(m·℃)，6mm，1350℃，220℃4652 ，b 4652

1100b2/0.35b20.066mδminb1b2b392666φ60mm×3mm45W/(m·℃)30mm30mm110℃10℃。求每QL

t11

lnr2

lnr3

ln60/2 Wm34.4Wm60/216026023

ln60/230

1ln60/230QL

t11

lnr2

lnr3

ln60/2 Wm39Wm60/216026023

1ln60/230

ln60/230330K，如果其導(dǎo)熱系數(shù)分別為、和W/(m·K)，試求單位壁面上的熱損失及接觸面上的溫度。

0.2250.1200.2251.082Km2

,

iRii

tt

12003300.225

t2qt1

129.2804W/140mm50mm180℃kg，Q/LWr/L9.861052019.3103199.1WQL

t2

1801

ln

2

ln式中λ t2t3

180t3

代入上式，解得t3φ38mm×2mm1mmλ=（m·℃)λ=110W/（m·℃)

384

2L

1

λ

2

1.1630.033 110φ19mm×2mm2m1m/s288K298K。求管壁對d0.015m,l2m,u1ms,t115t2水的平均溫度

t12

1525220℃Pr7.02,d

133Reduρ0.0151998.21.49104 1.004水被加熱時(shí)α

d

4m/sφ×5m32℃68℃（1）試（3）578W，試計(jì)算鋼管內(nèi)壁平均溫度。解：已知u4msd0.068m,l5m,t130t268℃空氣的平均溫度tm

2

Cp1.005kJ/(kg℃),PrReduρ0.06841.101.56104μl

73,5α

d

Pr0.4

2.82310-

18.7

2u 2 18.7

32.6W/m2u 1578W，計(jì)算鋼管內(nèi)壁平均溫度用式Qαstwtmtw 鋼管內(nèi)的平均溫度twtmαS4918.71.07αL，壁面與流體間的溫度差?t，ρcpμλ，流體的體積膨脹系數(shù)和重力加速度的乘βg。試應(yīng)用量綱分析法求證其量綱與數(shù)群的關(guān)系為pcdecpT：-1=-d-fπN=n-m=7-

Kλ2 λ2

pλ

KGrbPrNu

=2m6m的對流傳熱系數(shù)各為多少Re

μ

0.0250.3

1339RePed

1339840.025140610 l13μ

4.513103Nu1.86Re

d

μ

5.518103 w d

RePed

1339840.0256 l13μ

4.513103Nu1.86Re

d

μ

5.518103 w 55℃時(shí)的物性數(shù)據(jù)查附錄有：ppqm12530kg 體積流量 /ρ2530/8303.05m3/ 甲苯在環(huán)隙間的流速u的計(jì)算：d1d2=流速u π

0.933m/22360024

ded2d10.0510.038l

154Reduρ0.0130.9338302.34104Pr

cpμλ

4.31.831034.310

溫度為90℃的甲苯以1500kg/h的流量通過蛇管而被冷卻至30℃。蛇管的直徑為ttb1tb29030C ρ＝830kg/m3，Cp＝1840J/(kg·℃)，μ=×10－3Pa·s，λ=W/(mC)，Prcpμ18400.4103λ ub

ρπρ

π

ms0.256md 3600830d4

4Rediubρ0.050.25683026539（湍流 0.4

i iR式 α—彎管中的對流傳熱系數(shù)，W(m2C)αW(m2Cdi—管內(nèi)徑α0.023λRe0.8Prd0.0230.120526539.30.86.110.4Wm2C395.5Wm2αα11.77di395.511.770.05

R

0.6120℃10m/sttb1tb2

12030C75C由附錄查得 C時(shí)甲烷的物性ρ＝m3，Cp＝(kg·℃)，μ=×10－5Pa·s，λWmC，Pr=，冷卻時(shí)4

0.0255 l

78.4 Redeuρ0.0255100.7171.775104 1.03 對壓力）的飽和水蒸氣冷凝，使硝酸得到×104W300kPa（絕對壓力）ts=℃，用式QαStstw 3.8twtsαS133.310000π0.083wt=128℃，定性溫度為膜溫ttsw

133.3128 冷凝水膜的物性參數(shù)查附錄有ρ＝934kg/m3，μ=×10－4Pa·s，λ=×10-1Wmts13r

10.725 1

oμdt otwα=11600W／(m2·℃) 3.8twtsαS133.311600π0.083wt=129℃，膜溫ttstw133.3129131℃w 物性數(shù)據(jù)一致，只是ttstw133.31294.3℃13r

10.725 1

oμdt o ws用α=12200W／(m·℃)驗(yàn)算壁溫 S

133.3

3.8

12℃q。解：P=200kPa，ts=℃，tw=130℃，?t=tw-qQαt1.121049.81.1105Wm2110kWS1500kg/h（1）100℃的飽和水蒸250KPa40℃的水。解： 3600kg/水蒸氣冷凝Q

WTm

3832

cp2.19kJ/kgK放熱量Q

tm

202

cp1.009kJ/kg吸熱量Q

（4）P=250kPa，ts=127℃，r=2185kJ/kg，ts=127℃t127.240 放熱量Q

pλ45W／(m·℃)。試求：(1)基于管外表面積的總傳熱系數(shù)；(2)產(chǎn)生污垢后熱阻增加的百分?jǐn)?shù)。p11Ko

d d

1

0.002

208W/m2o

o oR

0.000176oo

i

3490

45

dosi

0.0002619熱阻增加的百分?jǐn)?shù)為

bdo

3490

0.0021945

1m。試求此換熱器的管長增至若干米才干滿足規(guī)定。設(shè)換熱器的熱損失可無視。解：變化前tm

t1ln

ln150100

變化后

t1ln

ln15080物性數(shù)據(jù)不變時(shí)，由Q

t，故變化前后傳遞的熱量變化QQ150150

由QKStmK

KS

SS

11.492.61.85m243℃128℃167℃157℃。若維持兩種油的流量和初溫不變，而將兩流體改為逆流，試求此時(shí)流體的平均溫度差及它并流時(shí)：熱流體（重油）：T1=243℃→T2=167℃冷流體（原油）：t1=128℃→t2=157℃QqmhcphT1T276qmhcphqmccpct2t129qmccpc

t1ln

ln243128167改為逆流后：熱流體（重油）：T1=243℃T2′=冷流體（原油）：t2′=←t1=128℃ t2

t1

243ln

T2Q

——（1（2（200m3/h1080kg/m3，比熱容為(Kg·℃)，試求水蒸氣消耗量，700W／(m2·℃)，試求所需的傳熱面積。Qqctt20010802.931151051758kJmcpc

Q175836002.92103kg/

ln132.9S K

132.9 7001650m3／ρPM

1

m32.692kgWh16502.692

h4441.8kghQWγ4441.8394kJh1.75106kJh4.86105hQWCtt360004.18103

cpc

2解 t31.62m求m 20

60.148.5ClnS

m4.86 m

45℃。試估算換熱器清洗前傳熱面兩側(cè)的總污垢熱阻。假αiαo分別相似；(3)無視管壁熱阻和熱損失。解：求清洗前總傳熱系數(shù)

110386020Cln11060Q330004.18710338

2

2K

360050

W

255W K

qmhcphT1T2qmccpct2t1qct1TTqmccpcttqct1

mh

2 2121

ln11040.6330004.18710345

2

2 360050

W

497.16W R111 m2CW1.9103m2C

K

497.16在一逆流套管換熱器中，冷、熱流體進(jìn)行熱交換。兩流體的進(jìn)、出口溫度分別為t1=20℃t2=85℃，解：熱：T1=100℃→T2=70℃冷：t2=85℃←Q放=qmhCph（T1-T2）Q吸=qmcCpc（t1-

tm

ln70100

C熱：T1=100℃T2冷：t2lnT2K，S

QQ

Q

10020℃80℃180kPa空,Kq2cp

t1)

t2lnTTq2cp

lnTT

空空

(q'2)0.820.8q' (tt)

t2

2p2

lnTT2q2cp

lnTT

（2）/（1）

2lnTTlnTT

2lnT'201.741ln116.6T 116.6解得：T'120.2℃ 即加熱蒸汽應(yīng)上升為200kPa解：按一物體被包住解決T T4q12c12φ1

2100

,c1293 2934 8.27W/

100800℃370℃，在它們中間放一種兩面的黑T 4解：（1）q12c12φ1

2100

11