傳熱作業(yè)答案

傳熱作業(yè)答案2.燃燒爐的內(nèi)層為460mm厚的耐火磚，外層為230mm厚的絕緣磚。若爐的內(nèi)表面溫度t1為1400℃，外表面溫度t3為100℃。試求導(dǎo)熱的熱通量及兩磚間的界面溫度。設(shè)兩層磚接觸良好，已知耐火磚的導(dǎo)熱系數(shù)為λ1＝0.9+0.0007t，絕緣磚的導(dǎo)熱系數(shù)為λ2＝0.3+0.0003t。兩式中t可分別取為各層材料的平均溫度，單位為℃，λ單位為W／(m·℃1、解：熱通量q及界面溫度t2由：又已知：℃℃mmmm代入聯(lián)立解之得：℃代入q式得（Ｗ／ｍ２）答：q＝1689W／㎡，t2＝9494.蒸汽管道外包扎有兩層導(dǎo)熱系數(shù)不同而厚度相同的絕熱層，設(shè)外層的平均直徑為內(nèi)層的兩倍。其導(dǎo)熱系數(shù)也為內(nèi)層的兩倍。若將二層材料互換位置，假定其它條件不變，試問每米管長的熱損失將改變多少?說明在本題情況下，哪一種材料包扎在內(nèi)層較為適合?解：δ相同：平均直徑：∵∴有每米管長的熱損失q′更換材料以前，每米管長熱損失q′∴即：q′=1.25q故原保溫好。6.在列管式換熱器中用冷水冷卻油。水在直徑為φ19×2mm的列管內(nèi)流動。已知管內(nèi)水側(cè)對流傳熱系數(shù)為3490W／(m2·℃)，管外油側(cè)對流傳熱系數(shù)為258W／(m2·℃)。換熱器在使用一段時間后，管壁兩側(cè)均有污垢形成，水側(cè)污垢熱阻為0.00026m2·℃／W，油側(cè)污垢熱阻為0.000176m2·℃／W。管壁導(dǎo)熱系數(shù)為45W／(m·℃（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)。解:1、基于管子外表面積的總傳熱系數(shù)KO：W／(m2．℃)2、產(chǎn)生垢淀后熱阻增加的百分?jǐn)?shù)答：(1)Ko＝208W／(m2．℃)；(2)11．8％7.在并流換熱器中，用水冷卻油。水的進(jìn)、出口溫度分別為15℃和40℃，油的進(jìn)、出口溫度分別為150℃和100℃現(xiàn)因生產(chǎn)任務(wù)要求油的出口溫度降至原：現(xiàn)：水15℃→40℃15℃→t油150℃→100℃150℃→現(xiàn)要求油出口為80℃解：℃現(xiàn)：同理：℃∴L1=1m∴L2=1.86m答：L=1.85m10.在逆流換熱器中，用初溫為20℃的水將1.25kg／s的液體(比熱容為1.9kJ／kg·℃、密度為850kg／m3)，由80℃冷卻到30℃換熱器的列管直徑為φ25×2.5mm，水走管方。水側(cè)和液體側(cè)的對流傳熱系數(shù)分別為0.85kW／(m2·℃)和1.70kW／(m2·℃)解：熱負(fù)荷：Q=W1cp1（T1－T2）=1.25×1.9×103（80－30）=1.2×105W傳熱溫度差：Δtm=(Δt2－Δt1)/ln(Δt2/Δt1)=[(80－50)－(30－20)]/ln(30/10)=18.2總傳熱系數(shù)：m2·℃/W解得：Ko=485.44W/(m2·℃)，有：S=Q/（KoΔtm）=13.9m2答：S。＝13.9m13．在一單程列管換熱器中，用飽和蒸汽加熱原料油。溫度為160℃的飽和蒸汽在殼程冷凝(排出時為飽和液體)，原料油在管程流動，并由20℃加熱到106℃。列管換熱器尺寸為：列管直徑為φ19×2mm、管長為4m，共有25根管子。若換熱器的傳熱量為125kW，蒸汽冷凝傳熱系數(shù)為7000W／(m2·℃)，油側(cè)污垢熱阻可取為0.0005(m2·℃)又若油的流速增加一倍，此時若換熱器的總傳熱系數(shù)為原來總傳熱系數(shù)的1.75倍，試求油的出口溫度。假設(shè)油的物性不變。解：△tm=90.3℃S=nπDL=25×π×0.019×4=5.96mK0===232.26W/(m2?℃)⑴⑵Q1=WCP（t2–t1）=1.4535×103（106–20）=125kWQ2=2WCP（t2–20）=2×1.4535（t2–20）t2=99.2℃≈答：αi＝360W／(m2·℃)，t2＝1001.外徑為159mm的鋼管，其外依次包扎A、B兩層保溫材料，A層保溫材料的厚度為50mm，導(dǎo)熱系數(shù)為0.1W/(m·℃)，B層保溫材料的厚度為100mm，導(dǎo)熱系數(shù)為1.0W/(m·℃)，設(shè)A的內(nèi)層溫度和B的外層溫度分別為170℃和40℃解：A、B兩層互換位置后，熱損失為2．在某管殼式換熱器中用冷水冷卻熱空氣。換熱管為φ25mm×2.5mm的鋼管，其導(dǎo)熱系數(shù)為45W/(m·℃)。冷卻水在管程流動，其對流傳熱系數(shù)為2600W/(m2·℃)，熱空氣在殼程流動，其對流傳熱系數(shù)為52W/(m2·℃)。試求基于管外表面積的總傳熱系數(shù)，以及各分熱阻占總熱阻的百分?jǐn)?shù)。設(shè)污垢熱阻可忽略。解：由查得鋼的導(dǎo)熱系數(shù)mmmm殼程對流傳熱熱阻占總熱阻的百分?jǐn)?shù)為管程對流傳熱熱阻占總熱阻的百分?jǐn)?shù)為管壁熱阻占總熱阻的百分?jǐn)?shù)為3．在一單程管殼式換熱器中，用冷水將常壓下的純苯蒸氣冷凝成飽和液體。已知苯蒸氣的體積流量為1600m3/h，常壓下苯的沸點為80.1℃，氣化熱為394kJ/kg。冷卻水的入口溫度為20℃，流量為35000kg/h，水的平均比熱容為4.17kJ/(kg·℃)。總傳熱系數(shù)為450W/(m2解：苯蒸氣的密度為解出℃求苯80.1→80.1新工況平均溫度差：（6分）由傳熱速率方程：原工況：新工況：所以：（6分）5.8．在一單程管殼式換熱器中，用水冷卻某種有機(jī)溶劑。冷卻水的流量為10000kg/h，其初始溫度為30℃，平均比熱容為4.174kJ/（kg·℃）。有機(jī)