化工原理答案第四章传热

第四章热电热传导4-1为了减少热量损失，在加热器的扁平壁外表面包裹一层导热系数为0.16W/(m)、厚度为300mm的隔热材料。如练习4-1图所示，隔热材料的外部表面温度为30 ，与加热器扁平墙的外部表面相距250毫米的温度为75 。找到加热器的扁平壁外表面温度。解决方案计算加热器平整壁的外表面温度，练习题4-1图冷藏室有30毫米厚的软木做成的冷气墙。软木的导热系数=0.043 W/(m)。测试计算外部表面温度为28、内部表面温度为3 时单位表面积的冷量损失。解开已知的东西，单位面积表面的冷却损失为材料的导热系数用平板法测量，平板材料的一侧用电热器加热，另一侧用冷水冷却，面板两侧用热电偶测量。测量的固体的表面积为0.02m2时，材料的厚度为0.02m。电流表测量为2.8A，电压表测量为140V，两侧测量为280，100 ，测试材料的热导率。据所知画画热传导的热量练习题4-3图4-4燃烧炉的平坦壁由三层材料组成：耐火砖层、导热系数=1.05w/(m c)、厚度等。绝热砖层，导热系数=0.151 w/(m)；普通砖层，导热系数=0.93W/(m)。耐火砖层的内壁温度为1000，保温砖的耐热温度为940，普通砖的耐热温度为130 。(1)根据砖的耐热性温度，确定砖和砖之间接触面的温度，计算隔热砖层厚度。如果每块隔热砖的厚度为230mm，请尝试确定隔热砖层的厚度。(2)如果普通砖厚度为240mm，请计算普通砖层的外部表面温度。解决方案(1)确定隔热层的厚度温度分布如图4-4所示。热流密度q是通过耐火砖层的热导率计算的。练习题4-4图绝热砖厚度计算每块隔热砖的厚度为，两块隔热砖的厚度为。(2)普通砖层外侧壁温度计算首先计算隔热砖和普通砖之间接触面上的温度小于130 ，满足要求。通过普通砖层的热传导，计算普通砖层的外墙温度。具有直径的黄铜冷却管(产生1mm厚度刻度的管，刻度的热导率=1.163w/(m c)。计算一下尺度的热阻是黄铜热阻的多少倍黄铜的热导率=110 w/(m。解决方案计算因算术平均半径而导致的热传导面积。管道长度用l表示。黄铜的热阻尺度的热阻练习题4-5图船4-6工厂使用的无缝钢管输送水蒸气。为了减少沿途的热损失，管道外包2层隔热材料，1层为30mm厚的渣棉，导热系数；第二层是热导率为30mm的石棉材料。管道内壁温度为300 ，保温层的外表温度为40 。管道长度50米。试试这条管道的热量。解决方案4-7水蒸气管道直径108mm，表面涂层超细玻璃毡绝缘，导热系数随温度变化而变化。水蒸气管路的外部表面温度为150 ，希望保温层的外部表面温度不超过50 ，每米的热量损失不超过。确定所需保温层的厚度。隔热层厚度显示为b已知隔热层厚度为保温层厚度必须小于13.3mm对流换热4-8有冷却剂，长度为2米的钢管通过了的流速。水温从15 上升到25 。寻找管壁对水的对流换热系数。解决方案水的平均温度在20 时，可以确认水的密度、粘度、热导率=59.910-2 W/(m)，浮游生物的数量。雷诺数湍流对流换热系数计算，水加热，Pr指数=4367 W/(m2)4-9空气流动的速度，管道长度。空气入口温度为32 ，出口温度为68 。(1)想计算空气和管壁之间的对流换热系数。(2)空气流速加倍时，其他条件不变，对流换热系数是多少？(3)如果空气从管道壁受热，钢管内壁的平均温度是多少？解开已知的东西(1)对流换热系数的计算空气的平均温度检查空气的物理数据，空气加热，Pr指数雷诺数湍流对流换热系数(2)空气流速加倍，对流换热系数为(3)如果空气从管道壁接收热量，则计算钢管内壁的平均温度用于计算钢管内壁的平均温度。已知的空气进出口平均温度对流换热系数从项目(1)计算钢管的内部表面积包括钢管内壁平均温度4-10温度为10 、压力为101.3kPa的空气在管换热器管之间沿管的长方向流动，空气出口温度为30 。管换热器的外壳内径为190mm，其中有37根钢管，钢管长度为2m。找到面对空气的钢管的对流换热系数。已知的空气压力、温度、空气的平均温度可以在20 时检查空气的质量属性，例如密度、比热容、热导率、粘度、普朗克数、空气的加热和Pr的指数气流的横截面积弄湿周边等效直径已知空气的流速雷诺数湍流对流换热系数4-11管换热器集、内部管、外部管钢管、内部管传热管长度2m。质量流量甲苯流入环缝，进口温度为72 ，出口温度为38 。测试了甲苯内管外表面的对流换热系数。解决方案甲苯的温度，平均温度在55 时，甲苯的质量属性数据为密度、比热容、热导率=0.128W/(m)、粘度甲苯的质量流量体积流量环隙中甲苯的速度计算套管的内管外径、外管内径、流速甲苯内管外表面对流换热系数的计算套管环间隙的等效直径湍流甲苯冷却4-12甲苯在蛇管冷却器中冷却到70 到30 ，蛇管平行于3根钢管，蛇管直径为0.6米。如果甲苯的体积流量为，则测试甲苯对钢管内表面的对流传热系数。甲苯的温度平均温度在50 时，甲苯的质量属性数据为密度、粘度、热导率和比热容三种平行蛇管中甲苯的速度计算体积流量、蛇管内径、流速雷诺数湍流普朗克数弯头效果修正系数对流换热系数的计算甲苯冷却W/(m2)质量流量为1650kg/h的硝酸银在直径为3m的水平管中流动。管外为300kPa(绝对压力)的饱和水蒸气凝结后硝酸产生的热量。测试了水平管外凝结时水蒸气的对流换热系数。计算水平管外水蒸气凝结的对流换热系数时，需要知道管外表面温度。如何假设？水蒸气凝结的值通常是按照标题，饱和水蒸气凝结传递到硝酸的热量墙温度估算300kPa(绝对压力)下水蒸气的饱和温度。墙温度估算先假设c定性温度是膜温度凝结水膜的物理参数C.比水的汽化热水平管外水蒸气凝结值的计算使用表达式计算q值这个q值大于硝酸吸收的热量，表明假说小。重复使用推定。家庭膜温度与以前计算的膜温度一样，凝结水膜的物理数据也与计算方法不同。计算值使用隔离壁温度和前面假设的一样。水在大容器内沸腾，保持绝对压力的情况下，受热面温度保持在130 ，计算受热面的热流密度。解决方案水沸腾对流换热系数的计算加热表面的热流密度两流体之间传热过程的计算4-15热载体的流动是计算在接下来的每个过程中热载体释放或吸收的热量。(1) 100 的饱和水蒸气凝结成100 的水。(2)苯胺在383K到283K之间；冷却成。(3)具有比热容的水溶液为290K至370K用加热。(4)在大气压下加热20 的空气。(5)绝对压力为250kPa的饱和水蒸气凝结成40 的水。解决方案(1)蒸汽冷凝比汽化热加热(2)苯胺平均温度比热容加热(3)水溶液的比热容吸热(4)空气加热平均温度比热容吸热(5)比饱和水蒸气、饱和温度、汽化热，凝结水从降到c，平均温度为比热容加热使用冷却剂将流量的硝基苯从355K冷却到300K，将冷却剂从15 提高到35 ，以测试冷却剂量。如果冷却液流动增加，请查找冷却液的出口温度。硝基苯流量，平均温度比热容硝基苯的热释放(1)冷却液用量计算平均温度比热容，密度(2)用水量，拜托？用水量必须增加，水出口温度必须降低。首先，假设水的比热容和密度不变。通过以上计算，可以看出是反比的。家庭水的平均温度可以确认水的比热容，密度计算与家庭一致。4-17在1换热器中，水将苯从80 冷却到50 ，水从15 冷却到35 。分别计算逆流操作和逆流操作的平均温差。解决(1)和流程操作苯水(2)逆流操作苯水4-18 1壳程2管换热器水冷却油，冷却液管内，入口温度为50 。油进口温度为120 ，出口温度为60 。计算两种流体的传热平均温差。解决方案属于排流确认温差修正系数使用绝对压力为300kPa的饱和水蒸气将体积流量从80 加热到100 。在平均温度下，苯胺的密度是比热容。试验计算：(1)水蒸气含量；(2)所需的传热面积，如果总传热系数为。解决方案(1)水的汽化热，苯胺体积流量，苯胺吸收的热量水蒸气量(2)传热面积a，水蒸气的计算。水蒸气133.3 133.3苯胺管换热器集，管型钢管，内管有质量流动热水，从90 冷却到60 。环形间隙的冷却剂从20 上升到50 。总传热系数。测试：(1)冷却剂量；(2)平行流动和所需传热区的平均温差；(3)逆流流的平均温度差和所需的传热面积。解决方案(1)冷却剂使用计算热水平均温度冷水平均温度量卡路里计算(2)并行流热水冷水传热面积(3)逆流热水传热面积使用1壳2管换热器的总传热系数计算所需的传热面积，该换热器以293K的冷水30t/h将流速为20t/h的乙二醇从353K冷却到313K。解决方案乙二醇的平均温度，比热容练习题4-21图乙二醇释放热量正如水的物理特性数据表所示，水在范围内的比热容。假设计算冷水出口温度。冷水的平均温度可以假定接近30 。逆流平均温差计算挡板平均温差的计算传热面积4-22有一个外径为l00mm的水蒸气管道，其中水蒸气温度为160 。为了减少热损失，在管外涂上25mm厚的a、b两层隔热层，a和b的导热系数分别为和。计算一下什么材料放在里面。环境空气温度为20 时，保温层的外观面对环境空气的对流(包括热辐射)传热系数。保温层的内部表面温度在两种情况下都与水蒸气温度相同。解决方案(1) A在内层，b在外层。基于保温层外部表面积的总传热系数为练习题4-22图热损失单位长度的热损失为(2) B在内层，a在外层，总传热系数为计算结果表明，导热系数小的隔热材料放在内部，热量损失小。确定4-23套管换热器的总传热系数。数据包括：甲苯在内部管道中流动，质量流为5000kg/h，进口温度为80c，出口温度为50c。水流入环缝，进口温度为15 ，出口温度为30 。水和甲苯逆流而流，传热领域。测量的总传热系数是多少？释放甲苯，而且，加热荷载4-24管换热器集中内管内流体的对流换热系数，内管外流体的对流换热系数。据悉，这两种流体在湍流条件下进行热交换。请回答以下两个问题：(1)假设内管的流体流速增加一倍。(2)假设内管外流体流速增加一倍。其他条件保持不变。总传热系数增加了多少？用百分比表示。管壁热阻和灰尘热阻是不可计量的。解开已知的东西(1)内管的流体流速加倍，增长37%(2)27.增长6%增加小的有利于增加k。4-25管换热器集、内部管、外部管。内管加热有流量的苯，进口温度为50 ，出口温度为80 。套管的环隙中绝对压力为200kPa的饱和水蒸气冷凝热，冷凝的对流传热系数为。已知内部管的内部表面污垢热阻是管壁热阻和外部污垢热阻。试验计算：(1)加热水蒸气的量；(2)管壁对苯的对流换热系