材料工程2.ppt

1、解：,3-2 一外径为0.3m，壁厚为5mm的圆管，长为5m，外表面平均温度为80。200的空气在管外横向掠过，表面传热系数h为80W(m2K)。入口温度为20的水以0.1m/s的平均速度在管内流动。如果过程处于稳态，试确定水的出口温度。水的比定压热容为4184J(kgK)，密度为980kgm3。,解：根据题意，高温空气外掠圆管将热量传递给圆管内通过的水。,高温空气传递给圆管的热量为：,流体吸收圆管传递的热量为：,5-5 将20， 的新鲜空气与50， 的热气体混合，且 ， ，且新鲜空气和废气的比热相同，求混合后气体的相对湿度、焓。如将混合气体加热到102该气体的相对湿度和焓为多少？,解：查表,

2、t为20和50饱和水蒸气分压为2.3379kPa 和12.3338kPa 。 已知 和 。,混合后：,将混合气体加热到102时：湿空气中水蒸气所能达到的最大分压是湿空气的总压。,5-3 将干球温度27，露点为22的空气加热到80，试求加热前后空气的相对湿度的变化量。,解：湿空气在露点温度下处于饱和状态，其湿含量保持不变，查表得t=20 和 t=25 饱和水蒸气的分压为2.3379kPa和3.1674kPa。则t=22时的饱和水蒸气的分压为：,查表，t=25、 t=30和t=80饱和水蒸气的分压为3.1674kPa 、4.2430kPa和47.3465kPa 。,3-20 某物体表面在427时的

3、辐射能力与黑体在327时的辐射能力相同，求该物体的辐射率。,解：根据斯蒂芬-波尔茨曼定律,3-21 两无限大平行平面，其表面温度分别为20 及600，辐射率均为0.8。在这两平面中安放一块辐射率为0.8或0.05的遮热板，试求这两块无限大平行平面间的净辐射热量。,解：两无限大平行平面种间有遮热板的辐射网络图由四个表面热组和两个空间热组串联而成，其净辐射量为：,5-8 一理想干燥器在总压为100kPa下，将湿物料水分由50%干燥至1%，湿物料的处理量为20kg/s。室外大气温度25，湿含量为0.005kg水/kg干空气，经预热后送入干燥器。废气排出温度为50，相对湿度60%。试求：空气用量；预热

4、温度；干燥器的热效率。,解：（1）干物料的处理量,湿物料进、出干燥器的干基含水量,干燥过程蒸发水分,空气离开干燥器时的状态,t2=50，,，查表,空气进入干燥器时,干燥过程干空气用量,对应湿空气用量为,求预热温度,无外加热源的物料干燥过程可以看作是绝热加湿过程。绝热加湿过程中，湿空气的焓保持不变。,空气离开干燥器时的焓,空气进入干燥器时的焓,5-10 在恒定干燥条件下，将物料由含水量0.33kg/（kg干料）干燥到0.09kg/（kg干料）需要7h，若继续干燥至0.07kg/（kg干料），还需要多少时间？已知物料的临界含水量为0.16kg/（kg干料），平衡含水量为0.05kg/（kg干料）。

5、设降速阶段的干燥速率与自由含水量成正比。,解：（1）由于X1XcX2，物料含水量从X1下降X2到经历等速干燥和降速干燥两个阶段,（2）继续干燥所需要的时间 设物料从临界含水量Xc，干燥至X3=0.07kg/kg干料所需时间为3，则,1=4.54 h 2=2.46 h,继续干燥所需要的时间：,6-6 某窑炉使用发生炉煤气为燃料，其组成为（%）： 燃烧时=1.2，计算：燃烧所需实际空气用量（ Nm3/ Nm3煤 气）；实际湿烟气生成量（Nm3/ Nm3煤气）； 干烟气及湿烟气组成百分率。,解：（1）计算1Nm3煤气燃烧所需要的空气量,理论空气量：,实际空气量：,（2）计算1Nm3煤气燃烧生成的烟气

6、量,实际烟气量：,（3）干烟气及湿烟气组成百分率,湿烟气组成百分率,干烟气组成百分率,6-8 某倒焰窑所用煤的收到基组成为： 高温阶段在窑底处测定其干烟气组成为： 组分 CO2 O2 N2 体积（%） 13.6 5.0 81.4 灰渣分析：含C17%，灰分83% 高温阶段小时烧煤量为400kg，计算该阶段每小时烟气生成量（Nm3）及空气需要量（Nm3）。,解： 烟气量计算（Nm3/h）,基准：1kg煤,煤中C量： Car,灰渣中C量：,设1kg煤生成的干烟气量为 ，,则烟气中C量：,根据C平衡：煤中C=烟气中C+灰渣中C,故：,生成的水蒸气量=,湿烟气量=9.55+0.72=10.27 （Nm3/kg煤）,小时湿烟气生成量=40010.27=4108（Nm3/h）, 空气量计算（Nm3/h）,基准：1kg煤。,煤中N2量：,烟气中N2量=,设1kg煤燃烧所需空气量为 ，,则空气中的N2量=,根据N2平衡：燃料中N2+空气中N2 =烟气中N2,故：,燃料中N2量与空气中N2量比较很小，若忽略煤中N2量，则：,6-1 若煤质分析表中列出如下成分FCad38.6、Had2.6、Sad3.8、Nad0.8、Oad3.1、Mad11.0、