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1、第三章传热过程序号材料厚度5/nun导热系数-nf1-K-11(内层)耐火砖2001.07(2绝热砖1000.14心3钢6451、平壁炉的炉壁由三种材料组成，其厚度和导热系数列丁本题附表。习题1附表若耐火砖层内表而的温度X为1150。钢板外表而温度t4为30。決褂通过炉壁的热损失为300W-nf2o试计算传导传热的而积热流量。若计算结果与i实测念辭员失不符，试分析原因并计算附加热阻。解.q=l=LlZh_=I】5。1R662g0.20.10.0061=I+如九2九3170.14451120m2*-2=1243Wm0.901计算的面积热流量大于实侧值，说！阻，其值R为：R=R实剧一Ritw=2.
2、832nrC1150二)=3.733-0.9010接触不良，有空气层存在，产生了附加热K1若不锈钳缗多少？利管，导热系数入L16Wnf1K-1,其外包扎厚30mm的石棉,石棉层外再包30nun厚的保温灰，导热系数入3=0.07Wnf1腼度为260C保温层最外层的壁温为35。问每米管长的热损失为2(j50nMnx5nM)lTlj导热系数九2=0.2牙巡爭的内半径为ii=20niin,外半径i2=25nMn,Af2/ii2,需按对数平均求传热而积【20.055-0.025nn：=0.038m.0.04In0.025Am2=2兀9肛=2x3.14x0.038x1=0.239m保温灰层内半径尸0055
3、innn外半径门=0085mm0.085-0.055lm3=,0.085=0069jn1110.055Ag3=2兀1五=2x3.14x0.069xl=0.433nr故每m管长的热损失为i=t4L&21-1F九jAnij九2人】2九3A1113-=138.9Wnr11.6194260-350.030.005F16x0.14130.2x0.2390氏径为内层平均冃径的两位置，各层厚度与原來的一3、某蒸汽管外包扎有二层厚度相等的绝热材料，外层借，而外层的导热系数为内层的1/2,若将此两种绝热材壬匚样，设蒸汽管外壁温度及外层绝热层的外侧而温盛啟來情况分别对应相等，各绝热材料的导热系数值不因互换位置而异
4、，问哪种情况的依题意：6i=6?=,dnb=2dml故AiD2=2Ajn1L)互换前：4)26计算表明外层材料换内层后散热小，即将导热系数小的材料放在内层为宜。H1九AnuX2Ain2号入Anu2九宀叫f九IAn厶0.8九AinL5L+九An】入2Am2设下标1代表内层，下标At6At6?解：多层圆筒壁的导热计算式为：At+亠1Am1九2in2At66I九Ani，九2AmAt九lAniAtr2九lAd】l求水在管内的对流传热膜系勺进出口温度分别为20弋=3巧为湍流九a=0.020.023xx248600-3x5.4104a=O.O23-Re08Pi*f=0.023x27458018x5.410
5、14x0.938d0.02p=995.7kg山一,九=0.618Wm-i.ICdup0.02xlxRe=-=从0.801x18校正系数：f罟嚮8解：（1）水的定性温度为咯=答史乙(2);时水的物性常数:4、常压下空气在内径为25.4mm的管中流动，温度由220C降到180C,若空气流速为15ms-1,试求空气与管内壁之间的对流传热膜系数。解：在定性温度如=18+22=200C和常压下，空气的物性：2Cp=1.026kJkg-1K_1A=0.0393Wnf1K_1jli=26x10-6Pasp=0.746kgnf3dC1.026x103x26x10-6介九0.0393ndup0.0254x15x
6、0.764丄w八公26x106Re=10930为湍流卩26x106a=0.023-Re08Pi03=0.023x00393x10930sx0.6793d0.0254=53.8W-nf2-15、有一列管式换热器、蒸汽在管外冷凝，加热管内的冷於和40C,水的流速为1ni-s-1,列管为025】nmx2.5mm的髀数，若水的流速减至03ms1时，水在管内的对流蕊点系数将为多少?nf2K-1狐降到0.3111s后：=002x0.03x9?.7=?458系过渡流卩0.801x1()7=Pi=5.41=1640W-nf2-K16、温度为90。(3的甲苯以1500kgh的流量通过蛇管时被冷却至30C,蛇管的
7、直径为057nmix3.5nun,弯曲半径为0.6m,试求甲苯对蛇管的对流传热膜系数。p=039x10-3Pas解：定性温度tm=|(90+30)=60C,其物性为X=0.127W-nfK-1Cp=1.85kJkg_1K_1单位而积上流过的甲苯流量G为：0=212kgin2-s13600x0.785x0.052dG0.05x2124=2.72xl(T为淪流从0.39xl03CpA1.85x103x0.39x103=68入Re=Pi=-15000.127先按宜管计算a=0.0232ReP严d=0.023x(2.72x104)08=?347Wn)0.05对弯管进行校止得：&=a(l+1.77)=3
8、47(1+1.77R6解：定性温度山二yt=0.01IT7tD+imdD+ndC的钢管组成，试求甲烷对管壁=75C,此时甲烷的物性为:7、常压下温度为120弋的甲煥孑s的平均速度在列管换热器的管间沿轴向流动，离开换热器时，甲烷的温度：“O器外壳内径为190nun,管束由37根19nunx2nijn血传热膜系数。九=0.0407.5管间流动，当量氏径为PM1.013x105x16八“-3P=7=0.56kginRT&314x10x3480.19+37x0.019=4借一討)=(D的=0.&-37X0.0&=。“伽门dup0.0254x10x0.56Re=12369卩0.0115x1()7“Cpp
9、2.5xl03x0.0115xl03A“Pi=J-=0.706九0.0407故a=0.023Re08Pi04=0.023x00407(12369)8x0.7063=62.4W-nf2K_1de0.02548、在一双壳程，四管程的列管换热器中，用水冷却某热流体，冷水在管内流动，进口温度为15C,出口温度为33C,热流体的进口温度为130。体间的平均温度差。解：此题为求折流时的平均温度差，先按逆流计算At2-At1_（13033）-（4015）=531C出口温度为40C,试求两流f130-33In40-15Atl因匹仝5.033-15P=33_ln=016130-15査图得温度校正系数=0.97所
10、以Atm=-Atm=0.97x53.1=51.5C15C33C40Cj戈，苯在列管内流动，流别为20。（3和40。测得水侧和苯侧的对流传热膜初垢热阻分别为0.21和0.176m2KkW,若换热熬积。（苯的平均比定压热容为1.9kJkg_1.K-解：e=qirihCp,h（T1-T2）=1.25x1.5=仔轿.FCLnl0)=11&75kW1+%111875=B.74nKo&m0.4x21.6员失可忽略，试求换热器的传热面导热系数为45W-nfK-o0.0025x0.025n91.+0.176+0.21+蟻0.020.045x0.02251.780C30C40C20CP=0.4kWin_2k11
11、0、热空气在冷却管外流动，Oo=90W-nf2K-1,冷却水在管内流动，a1=1000Wnf2.管外径d为16mm,管壁厚6=1.5mm,管材导热系数X=40Wnf1K-1,试求：（1）传热系数K（不计污垢热阻的热损失）。（2）管外给热系数血增加一倍，传热系数有何变化?（3）管内给热系数8增加一倍，传热系数有何变化？则(3)则湊效。15C40C150C100C由热15Ct2r=50C150C80C(150-15)-(80-50)=7()OC解：Atm=381L=o5200090讨论：第一种情况，传热系数K的增加率为：K83.1第二种情况，传热系数K的增加率为：可见，提髙K值应从提高a小的一侧着
12、韦进、出口温度分别为15。（3和40C,油的进、W求池的出口温度降至80弋，假设油和水的流量、进0长为试求此换热器的管长增至多少米才能满足Cp,b*p=83.1Wnr2K_1(1)k=T-T=1.0,0015.axXa010004090(2)a*0=2oo=2x90=180W-nf2-K_1k=j!一=152.5Wjb-2+1000180a；=2心=2x1000=2000W“厂K19krr=86Win2+JC-K=152：5z1x100%=835%K-K86.1-83.1inno/s=xl00%=3.6%K83.111、在并流换热器中，用水冷却油出口温度分别为150C和100口温度及物性均不变，若原换安耍求。（设换热器的热损失昭5)-(100-40)=925C.150-15In100-40Qm,cCp,ctj-12150-100笔至80弋时，由热量衡算：shCp,b(150-80)=qnicCpC(t”2-15)50C_150-15In80-50原來的传热速率方程qhCp,h(150-100)=kAAtm=KimdL(92.5)后來的传热速率方程qhCp,h(150-80)
