【例4-3】 在外径为140mm的蒸气管道外包扎保温材料,以

我们所做的一切就是把这门课学好、学好。因为它将是本专业重要的基础课程之一，我们将用它来解决实际问题。在流程工业中，实际问题差异很大，但经过提炼后，没有多少内容可以上升到理论水平。这门课程涵盖许多实用理论。然而，由于课时有限，我们只能选择一些更基本的内容进行教学和练习。因为这是基础知识，每个人都必须扎实地学习，多读书，多练习。我一直为你以优异的成绩被这所学校录取而自豪。在人生的整个过程中，大学是学习的地方。大学时期是我们精力和能力的巅峰时期，但我们的经验和经验不足以做出贡献。对我们来说最合适的事情是努力学习，从书本中学习前人的优秀经验。在现代社会，我们不可能学到一切。我们有选择。这给了我们一个专业的概念。我们的专业是工程，研究对象是工程技术。事实上，工程的理论基础有许多相似之处，关键在于“通”字。这就要求重视低年级基础理论的学习，这将是今后专业学习和解决问题的关键。回顾我们的学习阶段，在大学里学到的知识是丰富多彩的，有的在课堂上，有的自学，有的来自同学之间的交流.这远远超过了以前学到的所有知识。从另一个角度来看，勤奋的学生和困惑的学生之间的生活分界线也已经形成。随便写几个字。以下答案仅供参考：例4-3在外径为140毫米的蒸汽管外包裹隔热材料，以减少热量损失。蒸汽管外壁温度为390，保温层外表面温度不超过40。绝热材料的与t的关系为=0.10.0002t(单位t为，单位为W/(m)。如果要求每米管道长度的热损失Q/L不超过450瓦/米，试着找出保温层的厚度和保温层内的温度分布。解决方法：这就是所谓的圆筒壁热传导问题。已知r2=0.07m米t2=390 t3=40首先，计算平均温度下保温层的导热系数，即W/(m)(1)绝缘层温度(教科书中的公式)改写为R3=0.141m米因此，绝缘层厚度为b=R3-R2=0.141-0.07=0.071米=71毫米(2)在绝缘层的半径r处，绝缘层中的温度分布被设置为t，这可以通过代入等式(4-15)来获得求解上述公式，并将其排序至t=-501lnr-942计算结果表明，即使导热系数不变，圆筒壁的温度分布也不是直线，而是曲线。例4-7有一个由碳钢制成的双管热交换器。内管直径为89mm3.5mm，流量为2000kg/h的苯在内管中从80冷却至50。冷却水在环空中从15上升到35。苯的对流传热系数h=230 w/(m2k)，水的对流传热系数c=290 w/(m2k)。忽略污垢热阻。试验要求：冷却水消耗量；(2)并行和逆流操作所需的传热面积；(3)如果用于逆流操作的传热面积与用于顺流的传热面积相同，则计算出口温度和冷却水消耗量，假设总传热系数随温度的变化可以忽略不计。溶液苯的平均温度，比热容cph=1.86103J/(kgK)苯流量Wh=2000kg/h，水的平均温度，比热容cpc=4.178103J/(kgK)。热平衡方程是(忽略热损失)热负荷w冷却水消耗千克/小时(2)基于内表面积Si的总传热系数是Ki，并且碳钢的传热系数=45W/(mK)=4.3510-3 7.4610-5 3.1810-3=7.5410-3m2K/WKi=133W/(m2K)，本课题中管壁的热阻与其他传热热阻相比非常小，可以忽略不计。平行流操作8050传热面积m2逆流操作8050传热面积m2因为。(3)逆流操作硅=6.81m2，如果冷却水出口温度为t2，则8050，33.4，t2=80-33.4=46.6水的平均温度t=(1546.6)/2=30.8，cpc=4.174103J(kg)冷却水控制器如果逆流和同时运行时的传热面积相同，逆流时冷却水出口温度将从35变化到46.6，在相同的热负荷下，冷却水消耗将减少36.6%。实施例4-9在传热面积为15.8m2的逆流双管热交换器中，冷水用油加热。油的流速为2.85公斤/秒，入口温度为110；水的流速为0.667千克/秒，入口温度为35。油和水的平均比热容分别为1.9千焦/(千克)和4.18千焦/(千克)。换热器总传热系数为320瓦/(平方米)。试着找出水的出口温度和热传递。解决方案：本主题通过-NTU方法计算。Whcph=2.851900=5415W瓦/WCC CP=0.6674180=2788 W/因此，水(冷流体)是热容量最小的流体。=0.73，见图4-27。因为冷流体是具有最小热容量和流速的流体，所以它由传热效率来定义所得水的出口温度为T2=0.73 (110-35) 35=89.8换热器的传热能力为千瓦实施例5-5在常压下操作的连续蒸馏塔用于分离苯含量为0.44(摩尔分数，下同)的苯-甲苯混合溶液。要求塔顶产品的苯含量不小于0.975，塔底产品的苯含量不大于0.0235。操作回流比是3.5。在以下两种进料情况下，用图解法找出理论塔板数和进料板位置。(1)原料液为20的冷液。(2)原料为液化率等于1/3的气液混合物。已知数据如下：苯在操作条件下的汽化热为389千焦/千克；甲苯的蒸发热为360千焦/千克。苯-甲苯混合物的气液平衡数据和t-x-y图见实施例5-1和图5-1。解决方案：(1)20冷液体进料(1)使用平衡数据，在直角坐标图上画出平衡曲线和对角线，如本例的图1所示。点a(xD，xD)、点e(xF，xF)和点c(xW，xW)在图上定义。(2)截距=，整流段操作线设定点B在Y轴上。连接ab，获得精馏段操作线。(3)首先按以下方法计算Q值。进料液体的汽化热是kJ/kmol图1-1显示当进料组成xF=0.44时，溶液的泡点为93(注：泡点用于近似te值)，平均温度为=。根据附录，苯和甲苯在56.5时的比热容为1.84kJ/(kg)，因此料液的平均比热容为kJ/(mol)因此然后从E点画一条斜率为3.76的直线，得到Q线。Q线在点D处与整流段工作线相交(4) cd连接，即剥离段操作线。(5)从a点开始，在操作线和平衡线之间画一个台阶。图示的理论塔板层数为11层(包括再沸器)，从塔顶算起的第五层是进料板，如本主题的图1所示。(2)气液混合物进料与上述项目相同；(2)与上述第(2)项相同；项目和的结果如本主题的图2所示。(3)从q值的定义来看，q=1/3，因此q线斜率=将点E视为斜率为-0.5的直线，以获得Q线。线G在点D处与整流段工作线相交(4) cd连接，即剥离段操作线。根据上图，理论塔板层数为13层(包括再沸器)，塔顶第七层为进料板，如图2所示。从计算结果可以看出，对于某些分离任务和要求，如果进料热条件不同，所需理论塔板数和进料板位置也不同。冷液体进料所需的理论塔板数小于气液混合进料所需的理论塔板数。这是因为精馏段和汽提段的内部循环增加，这增加了分离度或减少了理论塔板数。实施例5-7当摩尔分数xF=0.3时，乙醇-水体系需要摩尔分数xD=0.8和泡点进料。最小回流比是多少？乙醇-水系统的平衡数据如下表所示，y-x图如所示实施例5-7的汽液平衡数据液相中乙醇的摩尔分数气相中乙醇的摩尔分数液相中乙醇的摩尔分数气相中乙醇的摩尔分数0.00.00.250.