传热作业答案

1、2.燃烧炉的内层为 460mm 厚的耐火砖，外层为 230mm 厚的绝缘砖。若炉的内表面温度 ti为 i400C,外表面温度 t3为 i00C。试求导热的热通量及两砖间的界面温度。设两层科接触良好，已知耐火科的导热系数为入1=0.9+0.00073 绝缘科的导热系数为入2=0.3+0.0003t。两式中 t 可分别取为各层材料的平均温度，单位为 C,i、解：热通量 q 及界面温度 t2又九=0.9+0.000t7已知：ti=i400Cbi=460mm代入联立解之得：t2=949c代入 q 式得q=i689(w/m答：q=i689W/itf,t2=949C4.蒸汽管道外包扎有两层导热系数不同而厚

2、度相同的绝热层，设外层的平均直径为内层的两倍。其导热系数也为内层的两倍。若将二层材料互换位置，假定其它条件不变，试问每米管长的热损失将改变多少涵明在本题情况下，哪一种材料包扎在内层较为适合？解：8相同：r2-ri=r3-r2平均直径：d3=2d2r3=22r31ln 一r221tifr3ir3ln-ln3r21r2q-=i.25q即：q=i.25q故原保温好。6 .在列管式换热器中用冷水冷却油。水在直径为。i9X2mm 的列管内流动。已知管内水侧对流传热系数为 3490W/(m2C),管外油侧对流传热系数为 258W/(m2C)。换热器在使用一段时间后，管壁两侧均有污垢形成，水侧污垢热阻为 0

3、.00026m2C/W,油侧污垢热阻为 0.000i76m2-C/W。管壁导热系数为 45W/(mC),试求：(i)基于管外表面积的总传热系数；(2)产生污垢后热阻增加的百分数。解:i、基于管子外表面积的总传热系数KO：入单位为 W/(mC)。q=qi=由：m1bi(tl-t2)-q2m2b2(t2-%)入2=0.3+0.0003tt2=i00cb2=230mmln 与rir3-r2”-ri每米管长的热损失2ln，有r3r2=ln2ri2ti-ta)25Q6Wm2C52450.022526000.02壳程对流传热热阻占总热阻的百分数为K100%=506100%=97.3%：o52管程对流传热热

4、阻占总热阻的百分数为100%=50.60.02526000.02100%=2.4%bdodm100%=bdoK。100%=0.00250.02550.6100%=0.3%1Kodm450.022560.1100%100%二54.711052m45054.14.在并流换热器中，用水冷却油。水的进出口温度分别为 15c 和 40C,油的进出口温度分别为 150c 和 100Co 现因生产任务要求油的出口温度降至 80C,假设油和水的流量、进口温度及物性均不变，若原换热器的管长为 1m 试求此换热器的管长增至若干米才能满足要求。设换热器的热损失可以忽略。解：原工况平均温度差:由热量衡算:原工况：Q=

5、WhCphT1-T2=WcC”t2T新工况：Q=WhCphT1-T2=川Q四t2-t1联立解得：t2=50C由传热速率方程:原工况：Q=Whcph150-100)=KStm=Kn二dL92.5新工况：Q=Whcph150-80)=KStm=Kn二dL70所以：L、3乂92x1=1.85m（6分）50705.8.在一单程管壳式换热器中，用水冷却某种有机溶剂。冷却水的流量为 10000kg/h,其初始温度为 30C,平均比热容为 4.174kJ/（kg：C）。有机溶剂的流量为 14000kg/h,温度由 180C 降至 120C,平均比热容为 1.72kJ/（kg：C）。设换热器的总传热系数为 5

6、00W/（m2：C）,试分别计算逆60.1-48.5In60.1C=54.1C48.5S.旦Kb=19.3m2tm135-60ln=t2ln型60=92.5C新工况平均温度差：，tm135-30ln%ln13530=70七（6分）流和并流时换热器所需的传热面积，设换热器的热损失和污垢热阻可以忽略。解：Q=qm,hcp,h（T1-T2）=14000X1.72M（180120XJ/h=1.4448M106kJ/h=401.3kW冷却水的出口温度为1.444810630C=64.61C100004.174180-64.61-120-302539C=C=102.2C,115.39in 一903401.31032m500102.2in180-64.61120-30逆流时并流时J80-30-*120-