化工原理(第四版)(王志魁)习习题解4.doc

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(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 计算加热器平壁外表面温度，习题4-1附图 【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=(m·℃)，厚度；绝热砖层，热导率λ=(m·℃)；普通砖层，热导率λ=(m·℃)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130℃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 习题4-4附图绝热砖层厚度的计算每块绝热砖的厚度为，取两块绝热砖的厚度为2) 计算普通砖层的外侧壁温先核算绝热砖层与普通砖层接触面处的温度小于130℃，符合要求。

通过普通砖层的热传导，计算普通砖层的外侧壁温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30mm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40℃管路长50m试求该管路的散热量解 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℃升至25℃求管壁对水的对流传热系数解 水的平均温度 查得20℃时水的密度，黏度，热导率λ=×10-2 W/(m·℃)，普朗特数雷诺数 湍流对流传热系数的计算，水被加热，Pr的指数 =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32℃，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，钢管内壁的平均温度为多少解 已知(1)对流传热系数计算空气的平均温度 查得空气在时的物性数据，，空气被加热，Pr的指数雷诺数 　湍流对流传热系数 　(2)空气流速增加一倍，对流传热系数为(3)若空气从管壁得到的热量为，计算钢管内壁平均温度用式计算钢管内壁的平均温度。

已知空气进出口平均温度 在第(1)项中已计算出对流传热系数 钢管内表面积为 钢管内壁平均温度 【4-20】有一套管式换热器，内管为的钢管，内管中有质量流量为的热水，从90℃冷却到60℃环隙中冷却水从20℃升到50℃总传热系数试求：(1)冷却水用量；(2)并流流动时的平均温度差及所需传热面积；(3)逆流流动时的平均温度差及所需传热面积解 (1)冷却水用量计算热水平均温度 冷水平均温度 热量衡算(2) 并流热水 　冷水 传热面积 (3) 逆流热水 　　　传热面积 【4-28】有一钢制套管式换热器，质量流量为的苯在内管中，从80℃冷却到50℃冷却水在环隙中从15℃升到35℃已知苯对管壁的对流传热系数为，管壁对水的对流传热系数为计算总传热系数时，忽略管壁热阻，按平壁计算试回答下列问题：(1)计算冷却水消耗量；(2)计算并流流动时所需传热面积；(3)如改变为逆流流动，其他条件相同，所需传热面积将有何变化解 总传热系数K的计算已知苯 　热负荷 (1) 冷却水消耗量(2) 并流的传热面积A(3) 逆流时的传热面积A逆流与并流比较，由于逆流的温度差较大，所以传热面积小了一些。

热辐射【4-32】外径为50mm、长为10m的氧化钢管敷设在截面为200mm×200mm的红砖砌的通道内，钢管外表面温度为250℃，通道壁面温度为20℃试计算辐射热损失解 钢管被红砖通道包围，角系数辐射传热面积红砖通道的表面积宽长查得氧化钢材表面的黑度，红砖的黑度总辐射系数 辐射热损失为44。