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39第四章 传 热热传导【 4-1】 有 一 加 热 器 ， 为 了 减 少 热 损 失 ， 在 加 热 器 的 平 壁 外 表 面 ， 包 一 层 热 导 率 为0.16W/(m·℃ )、 厚 度 为 300mm 的 绝 热 材 料 已 测 得 绝 热 层 外 表 面 温 度 为 30℃ ， 另 测 得 距 加热 器 平 壁 外 表 面 250mm 处 的 温 度 为 75℃ ， 如 习 题 4-1 附 图 所 示 试 求 加 热 器 平 壁 外 表 面 温度 解 237℃ , ℃tt计 算 加 热 器 平 壁 外 表 面 温 度 ，1t./()Wm06℃231tb..1753026t.14507t℃【 4-2】 有 一 冷 藏 室 ， 其 保 冷 壁 是 由 30mm 厚 的 软 木 做 成 的 软 木 的 热 导 率 λ=0.043 W/(m·℃ ) 若 外 表 面 温 度 为 28℃ ， 内 表 面 温 度 为 3℃ ， 试 计 算 单 位 表 面 积 的 冷 量 损 失 解 已 知 ，.(),.13℃ ,　 ℃ ,　 =4／ ℃ 　ttWb则 单 位 表 面 积 的 冷 量 损 失 为 ../qt Wmb21203285 【 4-3】 用 平 板 法 测 定 材 料 的 热 导 率 ， 平 板 状 材 料 的 一 侧 用 电 热 器 加 热 ， 另 一 侧 用 冷 水 冷却 ， 同 时 在 板 的 两 侧 均 用 热 电 偶 测 量 其 表 面 温 度 。

若 所 测 固 体 的 表 面 积 为 0.02m2， 材 料 的厚 度 为 0.02m 现 测 得 电 流 表 的 读 数 为 2.8A， 伏 特 计 的 读 数 为 140V， 两 侧 温 度 分 别 为280℃ 和 100℃ ， 试 计 算 该 材 料 的 热 导 率 解 根 据 已 知 做 图热 传 导 的 热 量 .2814039QIVW()Atb.().()12081t./8Wm℃【 4-4】 燃 烧 炉 的 平 壁 由 下 列 三 层 材 料 构 成 ： 耐 火 砖 层 ， 热 导 率 λ=1.05W/(m·℃ )， 厚 度； 绝 热 砖 层 ， 热 导 率 λ=0.151W/(m·℃ )； 普 通 砖 层 ， 热 导 率 λ=0.93W/(m·℃ )230bm耐 火 砖 层 内 侧 壁 面 温 度 为 1000℃ ， 绝 热 砖 的 耐 热 温 度 为 940℃ ， 普 通 砖 的 耐 热 温 度 为习 题 4-1 附 图习 题 4-3 附 图40130℃ 1) 根 据 砖 的 耐 热 温 度 确 定 砖 与 砖 接 触 面 的 温 度 ， 然 后 计 算 绝 热 砖 层 厚 度 。

若 每 块 绝 热 砖厚 度 为 230mm， 试 确 定 绝 热 砖 层 的 厚 度 2) 若 普 通 砖 层 厚 度 为 240mm， 试 计 算 普 通 砖 层 外 表 面 温 度 解 (1)确 定 绝 热 层 的 厚 度 b温 度 分 布 如 习 题 4-4 附 图 所 示 通 过 耐 火 砖 层 的 热 传导 计 算 热 流 密 度 q ()12tb. /Wm205947 3绝 热 砖 层 厚 度 的 计 算2()32qtb..m20159406 7每 块 绝 热 砖 的 厚 度 为 ， 取 两 块 绝 热 砖 的 厚 度 为 3℃ .20346bm℃(2) 计 算 普 通 砖 层 的 外 侧 壁 温 4t先 核 算 绝 热 砖 层 与 普 通 砖 层 接 触 面 处 的 温 度 3t..2374069153qbt℃小 于 130℃ ， 符 合 要 求 3t通 过 普 通 砖 层 的 热 传 导 ， 计 算 普 通 砖 层 的 外 侧 壁 温 4t()3qtb...4327015369t ℃【 4-5】 有 直 径 为 的 黄 铜 冷 却 管 ， 假 如 管 内 生 成 厚 度 为 1mm 的 水 垢 ， 水 垢382m的 热 导 率 λ=1.163W/(m·℃ )。

试 计 算 水 垢 的 热 阻 是 黄 铜 管 热 阻 的多 少 倍 [黄 铜 的 热 导 率 λ=110W/(m·℃ )]解 因 ， 因 算 术 平 均 半 径 计 算 导 热 面 积 管82长 用 L 表 示 黄 铜 管 的 热 阻 为习 题 4-4 附 图4111铜 mbRAdL.0236水 垢 的 热 阻 为 mbAdL22R℃.0163倍...垢铜 5021R【 4-6】 某 工 厂 用 的 无 缝 钢 管 输 送 水 蒸 气 为 了 减 少 沿 途 的 热 损 失 ， 在 管 外1705m包 两 层 绝 热 材 料 ， 第 一 层 为 厚 30mm 的 矿 渣 棉 ， 其 热 导 率 为 ； 第 二 层 为 厚./()WmK06530mm 的 石 棉 灰 ， 其 热 导 率 为 管 内 壁 温 度 为 300℃ ， 保 温 层 外 表 面 温 度 为./()WK2140℃ 管 路 长 50m 试 求 该 管 路 的 散 热 量 解 ()lnlln14234123l tqrr()lll..0851546/Wm2 .4012lQqk 【 4-7】 水 蒸 气 管 路 外 径 为 108mm， 其 表 面 包 一 层 超 细 玻 璃 棉 毡 保 温 ， 其 热 导 率 随 温 度的 变 化 关 系 为 。

水 蒸 气 管 路 外 表 面 温 度 为 150℃ ， 希 望 保 温/℃t ../()32tWK层 外 表 面 温 度 不 超 过 50℃ ， 且 每 米 管 路 的 热 量 损 失 不 超 过 试 确 定 所 需 保 温 层 厚/160Wm度 解 保 温 层 厚 度 以 b 表 示 (..)2032ldt dtqrr..2211rtl t习 题 4-5 附 图42.ln.()()2212110303rqtt已 知 /1250℃ , 6ttWm℃ ,,.121． 5454rrb..().()ln.203023150.l.74105160b解 得 保 温 层 厚 度 为 ..3m保 温 层 厚 度 应 不 小 于 13.3mm对流传热【 4-8】 冷 却 水 在 ， 长 为 2m 的 钢 管 中 以 的 流 速 通 过 水 温 由 15℃ 升19m1/s至 25℃ 求 管 壁 对 水 的 对 流 传 热 系 数 解 .,,/,,1205 2 5℃ ℃dlustt水 的 平 均 温 度 10mt℃查 得 20℃ 时 水 的 密 度 ， 黏 度 ， 热 导 率 λ=59.9×10-2 ./3982kg.3140PasW/(m·℃ )， 普 朗 特 数 。

Pr.70 .615ld雷 诺 数 湍 流Re.. 43904du对 流 传 热 系 数 的 计 算 ， 水 被 加 热 ， Pr 的 指 数 .n.. ....ePr(.)()084 4080405232172d=4367 W/(m2·℃)【 4-9】 空 气 以 的 流 速 通 过 的 钢 管 ， 管 长 空 气 入 口 温 度 为ms..735m5m32℃ ， 出 口 温 度 为 68℃ (1)试 计 算 空 气 与 管 壁 间 的 对 流 传 热 系 数 (2)如 空 气 流 速 增 加 一 倍 ，其 他 条 件 均 不 变 ， 对 流 传 热 系 数 又 为 多 少 ？ (3)若 空 气 从 管 壁 得 到 的 热 量 为 ， 钢 管 内78W壁 的 平 均 温 度 为 多 少 解 已 知 /,.,,,124 068 5 68℃umsdlmtt℃(1)对 流 传 热 系 数 计 算43空 气 的 平 均 温 度 326850mt℃查 得 空 气 在 时 的 物 性 数 据 ，50℃ ./319kgm.,./(),./()pPasWckJg52196 80 105℃ ℃， 空 气 被 加 热 ， Pr 的 指 数Pr698℃ 4n℃雷 诺 数 湍 流..Re.4506819320du..57l对 流 传 热 系 数 　 .ePr08423d℃....(.)()/()Wm080421056918 6 ℃(2)空 气 流 速 增 加 一 倍 ， 对 流 传 热 系 数 为'. .'' /()u08082243 1℃(3)若 空 气 从 管 壁 得 到 的 热 量 为 ， 计 算 钢 管 内 壁 平 均 温 度57W用 式 计 算 钢 管 内 壁 的 平 均 温 度 。

wmQAt℃ wt已 知 空 气 进 出 口 平 均 温 度 0mt℃在 第 (1)项 中 已 计 算 出 对 流 传 热 系 数 ./()2184m℃钢 管 内 表 面 积 为 .657Adl钢 管 内 壁 平 均 温 度 ..09wQtA℃【 4-10】 温 度 为 10℃ 、 压 力 为 101.3kPa 的 空 气 ， 以 的 流 速 在 列 管 式 换 热 器 管 间/10ms沿 管 长 方 向 流 动 ， 空 气 出 口 温 度 为 30℃ 列 管 式 换 热 器 的 外 壳 内 径 为 190mm， 其 中 装 有37 根 的 钢 管 ， 钢 管 长 度 为 2m 试 求 钢 管 外 表 面 对 空 气 的 对 流 传 热 系 数 92m 解 已 知 空 气 压 力 ， 温 度 ，.1kPa,12℃ 30℃tt空 气 的 平 均 温 度 032mt℃查 得 空 气 在 20℃ 的 物 性 数 据 为 ： 密 度 ， 比 热 容 ，./38kgm./(3105℃ )pcJkg热 导 率 ， 黏 度 ， 普 朗 特 数 ， 空 气 被 加 热 ，.761()／ ℃W.5190PasPr.69Pr 的 指 数 4n44空 气 流 动 的 截 面 积 ..22019374湿 润 周 边 (.)℃当 量 直 径 　 　 　...()2201937405ed..846eld已 知 空 气 的 流 速 /10ums雷 诺 数 湍 流.Re.. 452==109d对 流 传 热 系 数 ... ..ePr(.204084 40876.335） 69d./()2475 Wm℃【 4-11】 有 一 套 管 式 换 热 器 ， 内 管 为 ， 外 管 为 的 钢 管 ， 内 管.3825m573m的 传 热 管 长 为 2m。

质 量 流 量 为 的 甲 苯 在 环 隙 中 流 动 ， 进 口 温 度 为 72℃ ， 出 口 温/250kgh度 为 38℃ 试 求 甲 苯 对 内 管 外 表 面 的 对 流 传 热 系 数 解甲 苯 的 温 度 ， 平 均 温 度,127℃ 38℃T127385mT℃甲 苯 在 55℃ 的 物 性 数 据 有 ： 密 度 ， 比 热 容 ， 热 导 率/30kg./()310℃pcJkgλ=0.128W/(m·℃)， 黏 度 .431Pas甲 苯 的 质 。