传热习题答案

精选文库1. 外径为100 mm的蒸汽管，外面包有一层50 mm 厚的绝缘材料A，A=0.05 W/(m.)，其外再包一层25 mm厚的绝缘材料B，B=0.075 W/(m.)。若绝缘层A的内表面及绝缘层B的外表面温度各为170 及38，试求：（1）每米管长的热损失量；（2）A、B两种材料的界面温度；（3）若将两种材料保持各自厚度，但对调一下位置，比较其保温效果。假设传热推动力保持不变。解：以下标1表示绝缘层A的内表面，2表示绝缘层A与B的交界面，3表示绝缘层B的外表面。（1）每米管长的热损失 (2)A、B界面温度t2因系定态热传导，故 解得 t2=61.3 （3）两种材料互换后每米管长的热损失同理W/m由上面的计算可看到，一般说，导热系数小的材料包扎在内层能够获得较好的保温效果。1、欲将一容器中的溶液进行加热，使其从30加热至60，容器中的液量为6000，用夹套加热，传热面积为，容器内有搅拌器，因此器内液体各处的温度可视为均匀的，加热蒸气为0.1MPa的饱和水蒸气，传热系数为，求将溶液由30加热至60所需要的时间？已知溶液比热为，热损失忽略不计。解：溶液从30被加热到60所需的热量：而夹套的传热效率：其中，对于的饱和水蒸气，则 所需加热时间为：2、解：（1）甲苯蒸气冷凝放热量为：冷却水吸收热量： (3分)(2)传热平均温差为 (2分)总传热系数： K2=1739.1 W/(m2K) (2分)传热面积 套管长度为l=A/d2=1.539/(0.057)=8.6m (2分)(3)冷却水入口温度升高后，总传热系数未变，传热量变为即： 解得： t2=56.34 (4分) (2分)4、废热锅炉由25mm2.5mm的锅炉钢管组成。管外为水沸腾，绝对压强为2.8MPa，管内走合成转化气，温度由550降至450。已知转化气一侧，）水侧）。若忽略污垢热阻，求换热管的壁温及。解：方法一：（1） 先求总传热系数（以管子内表面为基准） Ki=242W/(m2)（2） 平均温度差 2.8MPa下水的饱和温度为230。（3）热通量（4）管壁温度1） 先着眼于管内的对流传热。由牛顿冷却定律：又 再眼于管外的对流传热 方法二：(1) 先求传热过程的总热阻及分热阻（基于内表面） =0.00413()/W (2) 再求管壁温度 在连续传热过程中，温降与热阻成正比。故 已知：t = 2300c T = = 500 tw = T- = tw = t + = 两种解法结果相同 分析：由于管内外水沸腾传热系数较大，管内合成转化气对流传热系数相对要小得多,所以壁温接近水的温度。又因为管壁的热阻较小，所以温降也小，也就是说管壁两侧温度比较接近。两种方法略作比较可以发现，第二种方法更简捷、直观。壁温的估算对工程技术人员十分重要。无论选择换热器类型还是选定换热器都需要知道壁温，一些对流传热系数的计算也需要知道壁温。5、有一504.5mm的钢管，管内通225饱和水蒸气，为了减少热损失，管外包一层厚度为50mm，导热系数为0.1W/（mK）的石棉，置于温度为25的环境中，已知管内蒸汽冷凝对流给热系数为104W/（m2K），保温层外壁对周围空气对流给热系数为10W/（m2K），钢管导热系数为40W/（mK），225饱和水蒸气的汽化潜热为1880kJ/kg，试求：（1）估计钢管壁温；（2）计算保温层外壁温度；（3）计算每米管长每小时蒸汽冷凝量kg/（mh）。（18分）5、（18分）解：（1）因1104W/m2K，210W/m2K，故