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IP屬地：天津 上傳時間：2022-08-01 格式：DOCX 頁數(shù)：6 大?。?3.36KB 積分：12 舉報 版權(quán)申訴

1、王振峰編的材料傳輸工程基礎(chǔ)第二篇熱量傳輸?shù)拇鸢浮?-1】一食品冷藏室由內(nèi)層為19 mm厚的松木，中層為軟木層，外層為51 mm厚的混凝 土所組成。內(nèi)壁面溫度為-17.8 C,混凝土外壁面溫度為29.4 C。松木、軟木和混凝土的平 均熱導(dǎo)率分別為0.151,0.043 3,0.762 W/(mK),要求該冷藏室的熱損失為15W/m2。求所 需軟木的厚度及松木和軟木接觸面處的溫度。解：三層平壁的導(dǎo)熱。所需軟木的厚度b2由 q T1 T4 3bi i 1i得 15 29.4 17.8 b20.0510.019 0.7620.04330.151解得：b2 0.128m松木和軟木接觸面處的溫度T30.1

2、51解得：T3 15.9C解題要點：多層平壁熱傳導(dǎo)的應(yīng)用?！?-2】為減少熱損失，在外徑為150 mm的飽和蒸汽管道外加有保溫層。已知保溫材料的 熱導(dǎo)率2=0.103+0.000 198 T式中T為C)，蒸汽管外壁溫度為180 C,要求保溫層外壁溫度 不超過50 C,每米管道由于熱損失而造成蒸汽冷凝的量控制在1x10-4 kg/(ms)以下,問保溫 層厚度應(yīng)為多少？(計算時可假定蒸汽在180 C下冷凝)。解保溫層平均熱導(dǎo)率為：0.103 1.98 10 4 180 50 0.126W/(m.K) 2由于本題已知的是蒸汽管道外壁面溫度，即保溫層內(nèi)壁面溫度，故為一層導(dǎo)熱。由Q 2 L(T1 T2)

3、得：r2Ln()r1Q2 (T1 T2) (1) rLLn(2)r1QWr1 10 4 2019.3 103201.9W/m 式中：LL1將其及其它已知數(shù)據(jù)代入式(1)得：201.9 2 0.126 (180 50) r2Ln()0.075壁厚 0.125 0.075 0.05m 50mm解題要點：單層圓筒壁熱傳導(dǎo)的應(yīng)用?！?-8】烤爐內(nèi)在烤一塊面包。已知爐壁溫度為175 C,面包表面的黑度為0.85,表面 溫度為100 C,表面積為0.064 5 m2,爐壁表面積遠遠大于面包表面積。求烤爐向這塊面包 輻射傳遞的熱量。解：兩物體構(gòu)成封閉空間，且S1 S2,由下式計算輻射傳熱量：Q12 0 1S

4、1(T1 T2)5.67 10 0.85 0.0645 (373 448) 65.0W 84444負號表示爐壁向面包傳遞熱量。解題要點：輻射傳熱的應(yīng)用，兩個灰體構(gòu)成的封閉空間?！?-10】在逆流換熱器中，用初溫為20 C的水將1.25 kg/s的液體比熱容為1.9 kJ/(kgK)、密度為850 kg/m3由80 C冷卻到30 C。換熱器的列管直徑為025 mmx2.5 mm,水走管內(nèi)。水側(cè)和液體側(cè)的對流傳熱系數(shù)分別為850 W/(m2-K)和1 700W/(m2K), 污垢熱阻可忽略。若水的出口溫度不能高于50 C,求水的流量和換熱器的傳熱面積。解：傳熱量為Q Whcph(Th1 Th2)1

5、.25 1.9 10 (80 30) 118.75 10W33又 Q Wccpc(Tc2 Tc1)118.75 103Wc 0.9454kg/s 3cpc(Tc2 Tc1)4.187 10 (50 20)Qkg/So即冷水流量為0.9454取管壁的熱導(dǎo)率45W/(m.K),則有KO 1dd11dO Ln(O) O13 125 1025251 Ln() 17002 452020850 471.5W/(m2.K)傳熱面積由下式計算：SO Q (1) KO Tm熱流體：80 30C冷流體：50 20 CT1 30C T2 10C Tm T1 T230 10 18.2C T130LnLn()10 T2

6、將已知值代入式(1)，得：118.75 103SO 13.8m2 471.5 18.2解題要點：能量平衡方程與傳熱速率方程的綜合應(yīng)用。單程列管換熱器中用飽和水蒸氣加熱食用油。溫度為160 C的飽和蒸汽在殼程冷凝，冷凝 液在飽和溫度下排出。食用油在管程流動，并由20 C加熱到106 C。列管換熱器尺寸為: 列管直徑為019 mmx2 mm、管長為4 m,共有25根管子。若換熱器的傳熱量為125 kW, 蒸汽冷凝傳熱系數(shù)為7 000 W/ (m2-K)，油側(cè)污垢熱阻為0.000 5 m2-K/W，管壁熱阻和蒸汽 側(cè)污垢熱阻可忽略,求管內(nèi)油側(cè)對流傳熱系數(shù)。又若油的流速增加一倍，此時若換熱器的總傳熱系

7、數(shù)為原來的1.75倍，求油的出口溫度。假 設(shè)油的物性不變。解：(1)管內(nèi)油側(cè)的對流傳熱系數(shù)對數(shù)平均溫差：水蒸汽：160 160 C食用油：106 20 CT1 54 C T2 140 CTm T1 T254 140 90.3C T154)Ln()Ln(140 T2傳熱面積：SO n dOL 25 0.019 4 5.966m2總傳熱系數(shù)：KO 232.0W/(m2.K) SO Tm5.966 90.3而KO11 232.0W/(m2.K)119191do1do 0.0005 Rsi 700015 i15 Odi idi解得：i 358.4W/(m2.K)(Ts Tc1) (Ts Tc2) Ts

8、 Tc1Ln()Ts Tc2 (2)油的流速加倍后的出口溫度 由 Wccpc(Tc2 Tc1) KOSO得：Ln(Ts Tc1KS) OO Ts Tc2Wccpc)KOSOWccpcTs Tc2KOWc ()() Ts Tc1KOSOKOWcLn()Ts Tc2WccpcLn(Ts Tc1即Ln(160 20160 Tc21 1.75 0.875 160 202Ln()160 106)解得:Tc2 99.2C解題要點：能量平衡方程與傳熱速率方程的綜合應(yīng)用。在列管換熱器中用冷水冷卻油。水在直徑為019 mmx2 mm的列管內(nèi)流動。已知管22內(nèi)水側(cè)對流傳熱系數(shù)為3 490 W/ (m-K)，管外油

9、側(cè)對流傳熱系數(shù)為258 W/(mK)。2換熱器在使用一段時間后，管壁兩側(cè)均有污垢形成，水側(cè)污垢熱阻為0.000 26 m-K/W,2油側(cè)污垢熱阻為0.000 176 m-K/W。管壁的熱導(dǎo)率為45 W/ (m-K)。求：(1 )基 于管外表面積的總傳熱系數(shù)；(2)產(chǎn)生污垢后熱阻增加的百分數(shù)。解：以外表面為基準(zhǔn)。(1)基于管外表面的總傳熱系數(shù)KO產(chǎn)生污垢前的總熱阻：RO1 O rO Ln( 3rOr) Ori iri119 101919 Ln() 4.29 10 3m2.K/W2582 451515 3490KO 11 233W/(m2.K) 3RO4.29 10(2)產(chǎn)生污垢后熱阻增加的百分數(shù)

10、R%產(chǎn)生污垢后的總熱阻：RO RO RsO RsirOri19 4.79 10 3m2.K/W15 4.29 10 3 0.000176 0.00026R RO4.79 4.29R% O 100% 11.7% RO4.29解題要點：傳熱系數(shù)的計算?！?-13】在套管換熱器中采用并流的方式用水冷卻油。水的進、出口溫度分別為15 C 和40 C,油的進、出口溫度分別為150 C和100 C?，F(xiàn)因生產(chǎn)任務(wù)要求油的出口溫度降 至 80 C,假設(shè)油和水的流量、進口溫度及物性均不變，且仍為并流，換熱器除管長外，其他尺 寸不變，若原換熱器的管長為1 m,求現(xiàn)在需要的管長。設(shè)換熱器的熱損失可忽略。解：熱量衡算(忽略熱損失)：情況改變前：Q Whcph(150 100) Wccpc(40 15) (1)情況改變后：Q Whcph(150 80) Wccpc(Tc2 15) (2)(2) / (1)，得：T 15150 80 c2 40 15150 100解得：Tc2 50C情況改變前：熱油：150 100C冷水：15 40 CTm T1 T2135 60 92.5C T1135)Ln()Ln(60 T2情況改變后：熱油：150 80 C冷水：15 50 CT1 135C T2 30CTm T1 T2135 30 69.8