化工原理 第四章 重点习题

1、4-6工厂中使用的无缝钢管输送水蒸气。为了减少沿途的热量损失，管道周围包裹了两层隔热材料。第一层为30毫米厚的矿渣棉，导热系数为：第二层为30毫米厚的石棉灰，导热系数为。管道内壁温度为300，保温层外表面温度为40。这条管道长50米。试着计算管道的散热量。解决办法4-7蒸汽管道外径108毫米，表面覆盖一层超细玻璃棉毡保温。其热导率与温度的关系如下。蒸汽管道的外表面温度为150。希望保温层外表面温度不超过50，管道每米热损失不超过。尝试确定所需的绝缘层厚度。绝缘层的厚度用b表示已知的绝缘层的计算厚度为保温层厚度应不小于13.3毫米4-9钢管和空气以流速通过的管道长度。进风温度为32，出风温度为6

2、8。(1)尝试计算空气与管壁之间的对流传热系数。(2)如果风速加倍，其他条件不变，对流传热系数是多少？(3)如果空气从管壁获得的热量是，钢管内壁的平均温度是多少？已知解决方案(1)对流传热系数的计算空气平均温度及时发现空气的物性数据，空气被加热，Pr的指数雷诺数动荡对流传热系数(2)空气流量加倍，对流换热系数为(3)如果空气从管壁获得的热量为0，计算钢管内壁的平均温度用公式计算钢管内壁平均温度。已知进气口和出气口的平均温度对流传热系数已在第(1)项中计算钢管的内表面积为钢管内壁平均温度【4-10】温度为10、压力为101.3千帕的空气以30的流速沿管壳式换热器管间的管长方向流动。管壳式换热器的

3、壳体内径为190毫米，其中安装有37根钢管，钢管长度为2米。试求钢管表面对空气的对流传热系数。了解已知的气压、温度，空气平均温度空气在20时的物理数据有：密度、比热容、热导率、粘度、普朗特数、空气加热和Pr指数气流的横截面积弄湿周边当量直径空气的流速是已知的雷诺数湍流对流传热系数4-11有一套管式换热器，内管为钢管，外管为钢管，内管的传热管长度为2m。质量流量为72，出口温度为38的甲苯在环空中流动。试求甲苯在内管外表面的对流传热系数。解决办法甲苯温度，平均温度甲苯在55时的物理数据包括密度、比热容、导热系数=0.128W/(m)和粘度甲苯质量流量容积流量环空中甲苯流量的计算套管的内管外径和外

4、管内径，临甲苯在内管外表面对流传热系数的计算套管环空当量直径动荡甲苯被冷却4-27用绝对压力为200千帕的饱和蒸汽加热体积流量(标准条件)的大气，空气从10加热到90。有一排管式换热器，规格如下：钢管直径，长度1.6m，管数271根。如果使用这种热交换器，空气在管道中流动，水蒸气在管道外冷凝，那么这种热交换器的面积是否足够？水蒸气凝结的对流传热系数可视为。溶液空气的平均温度空气的物理参数,空气质量流量热应力蒸汽平均温差气流速度动荡4-29在传热面积为20m2的管壳式换热器中，壳程在110用饱和蒸汽冷凝以加热溶胶(1)使用一年后，溶液出口温度降至75，此时对数平均温差为总传热系数W/(m2K)耐

5、脏性m2K/W(2)在不改变设备的情况下，通过提高加热蒸汽的温度，溶液的出口温度仍可保持在80。这时，传热温差是也就是说，从该溶液中，获得了20【4-30】单管程管管式换热器，规格如下：管径3m，管数37根。被该热交换器冷凝和冷却的饱和蒸汽将从46冷却到10。在管外冷凝，其流速为，汽化比热为。冷却水在管道中，入口温度为5，出口温度为32。逆流。冷凝和冷却的已知总传热系数分别为和(基于内表面积)。这个热交换器合适吗？练习4-30附图解决质量流量，冷凝段的比汽化热冷凝段热负荷冷却区冷却段热负荷冷却水冷却水消耗两段之间的水温由冷却段的热负荷计算。冷凝段与冷却段的平均温差为冷凝段的传热面积是冷却段的传热面积总传热面积现有换热器的传热面积根据传热管的内表面积计算4-32。外径50毫米、长度10米的氧化钢管铺设在横截面为200毫米和200毫米的红砖通道内，钢管外表面温度为250，通道壁温为20。尝试计