化工基础第四章习题答案

2 如习题 1 燃烧炉的平壁是一层厚度为 230mm 的耐火砖 1 163 一层普通砖厚 度为 240mm 的普通砖 0 5815 和一层厚度为 40mm 的保温材料 0 07 砌 成 当定态后测得内壁面温度为 720 保温材料外表面温度为 70 试计算耐火砖 与普通砖 普通砖与保温材料间的交界面温度 解 3 平壁炉是用内层为 120mm 厚的耐火砖和外层为 230mm 的普通砖砌成 两种砖的导热 系数均为未知 测得炉内壁温度为 800 炉外侧壁面温度为 113 为减少热损失 后又 在普通砖外包一层厚度为 50mm 导热系数为 0 2 W m 的石棉 包扎后测得各层温度为 炉内壁温度为 800 耐火砖和普通砖界面温度为 686 普通砖和石棉界面温度为 405 石棉外侧温度为 77 试求包扎后热损失较原来热损失减小的百分数 14 312 123 72070 550 0 230 240 04 1 1630 58150 07 tt AA AAA 12 1 1 720 550 0 23 1 163 tt AA A 2 611 2t 33 3 3 70 550 0 04 0 07 tt AA A 4 在 50mm 5mm 的不锈钢管 1 16W m 1 K 1 外包扎 30mm 厚的石棉 2 0 22W m 1 K 1 测得管内壁面温度为 600 石棉外壁面温度为 100 试求每米管线的热损失 若上述温差保持不变 欲使热损失减少 60 在石棉外层再包裹一层保温 材料 3 0 07 问 该保温材料的厚度应为多少 解 管线的热损失 Q L t 管线各层半径 r1 50 2 5 2 20 mm 0 02m r2 r1 5 10 3 0 025 m r3 r2 30 10 3 0 055 m 导热系数 1 16W m 1 K 1 2 0 22W m 1 K 1 18 管线的热损失 0 014 3 584 3140 2 ln r1 ri 1 1 i 2 3 14 600 100 ln ln r1 r2 1 1 1 2 r2 r3 30mm 5mm 50mm 3140 ln ln 20 25 1 16 1 0 22 25 55 Q L 873 J s 1 m 1 需加保温层的厚度 确定管线的热损失 Q L 873 873 60 349 2 J s 1 m 1 求 r4 349 2 移项整理有 349 2 3 598 14 29 ln r4 55 3140 1256 4 4990 ln r4 55 3140 则 ln r4 55 3140 1256 4 4990 0 377 lnr4 0 377 ln55 0 377 4 007 4 384 即 r4 arcln4 384 80 mm 确定保温材料的厚度 r4 r3 80 55 25 mm 0 025m r4 r3 30mm 5mm 50mm 0 014 3 584 ln 3140 1 0 07 55 r4 3 598 ln 3140 1 0 07 55 r4 9 在一列管换热器中 用水蒸气加热原油 管子规格为 25mm 2 5mm 管内原油的表面 传热系数为 1000 W m 2 K 1 管内污垢层的热阻系数 Rh 1 1 5 10 3m2 K W 1 管外水蒸气加 热原油 管外水蒸气冷凝的表面传热系数为 10000 W m 2 K 1 管外污垢热阻及管壁的热阻 可忽略不计 试求传热系数及各部分热阻占总热阻的百分数 解 基于管外表面的 K2用下式计算 21