化工基础第四章习题标准答案

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0.2W/(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?4、 在50mm5mm的不锈钢管(1 = 16Wm-1K-1)外包扎30mm厚的石棉(2 = 0.22Wm-1K-1)，测得管内壁面温度为600，石棉外壁面温度为100；试求每M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？30mm5mm50mm解：管线的热损失2 lnr1ri+11iQ/L = t23.14（600 - 100） ln + ln r1r21112r2r3=管线各层半径r1 =(50 - 25)/2 = 20(mm) = 0.02m，r2 = r1 + 510-3 = 0.025(m)，r3 = r2 + 3010-3 = 0.055(m)；导热系数1 = 16Wm-1K-1 ，2 = 0.22Wm-1K-1 。180.014 + 3.58431403140 ln + ln 202511610.222555管线的热损失Q/L = =r4 - r330mm5mm50mm = 873(Js-1m-1)需加保温层的厚度确定管线的热损失Q/L = 873 - 87360= 349.2(Js-1m-1)0.014 + 3.584 + ln314010.0755r4求r4349.2 =3.598 + ln314010.0755r4=移项整理有：349.23.598 + 14.29ln(r4/55) = 31401256.4 + 4990ln(r4/55) = 3140则：ln(r4/55) =(3140 - 1256.4)/4990 = 0.377lnr4 = 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)= 0.025m9在一列管换热器中，用水蒸气加热原油。管子规格为25mm2.5mm，管内原油的表面传热系数为1000 Wm-2K-1，管内污垢层的热阻系数Rh,1=1.5 10-3m2KW -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 Wm-2