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文檔簡介

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19mm厚的松木,中層為軟木層,外層為51mm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0.151,0.0433,0.762W/(m?K),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。1) 所需軟木的厚度b2由q?T1?T43bi??i?1i得15?29.4?17.8b20.0510.019??0.7620.04330.151解得:b2?0.128m2) 松木和軟木接觸面處的溫度T3由q?15?T3?17.80.0190.151解得:T3??15.9C解題要點(diǎn):多層平壁熱傳導(dǎo)的應(yīng)用?!?-2】為減少熱損失,在外徑為150mm的飽和蒸汽管道外加有保溫層。已知保溫材料的熱導(dǎo)率久=0.1030.000198T(式中T為C),蒸汽管外壁溫度為180C,要求保溫層外壁溫度不超過50C,每米管道由于熱損失而造成蒸汽冷凝的量控制在1X10-4kg/(m-s)以下,問保溫層厚度應(yīng)為多少?(計(jì)算時(shí)可假定蒸汽在180C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) 得:r2Ln()r1Q2??(T1?T2) (1)?rLLn(2)r1QWr1?10?4?2019.3?103??201.9W/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解得:r2?0/doc/6e4a787b7912ead87811418a.125m?壁厚??0.125?0.075?0.05m?50mm解題要點(diǎn):單層圓筒壁熱傳導(dǎo)的應(yīng)用。【2-8】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100C,表面積為0.0645m2,爐壁表面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(jì)算輻射傳熱量:Q12??0?1S1(T1?T2)?5.67?10?0.85?0.0645?(373?448)??65.0W?84444負(fù)號(hào)表示爐壁向面包傳遞熱量。解題要點(diǎn):輻射傳熱的應(yīng)用,兩個(gè)灰體構(gòu)成的封閉空間。無怦朝的[村料命牲丁:御1|7笛一箱曜;I伸卷前答素[MJ一寅凸州昵W起I無怦朝的[村料命牲丁:御1|7笛一箱曜;I伸卷前答素[MJ一寅凸州昵W起I明iwran明段忙札中AAE晟削翰3nTim點(diǎn)忡!W±KW*的商踱址1"更倒1^好??整為UMU制4出即■呵4館¥鳥liJMlS*風(fēng)為II131』11*^MTYSWrtnrK).JIF掌 1EE■-#,T5殳*lF加冷HitiWTlg*-第,.?EME0砰所頗蛙HJK2碰mQI£1淳堡史點(diǎn)=單里胃汩斐酒梅&皎就用.[*]炮烤內(nèi)^聘一加自.IM rfc*TOH3HWHrea■職?3WWWSWRJ附*3itlWt-解.^SWIWPl^n.JL$g.由FKF踮回耕■,^33■打F'l —幣、■Sjl心JflJWxOifi?xara"?3>??粘.而以.堡史?點(diǎn)=輻貯坂目廈,瓦M(jìn)l?快個(gè)慕禰H淡的=職1塑阿?^■i3 乩在"為^■i3 乩在"為??觸林叫皆均外加“拒耶.KhiiML村并書UN*wisigHwin忒中1部ag何WHAiWit’wgiwwH^K伺涇*專再洋冒習(xí)可干料卸『林割渺斧nW神呷頓f斜=/=!帝■虬黑wwv時(shí)“"日枷廁第,t?笛a(bǔ)mwr爭(zhēng)IM-L皿A-Q.IIH+L9SeK1h ?n.FJfi中心n葦匹&您去3d LUBH*.5?1U孔讓?■心里膜為3沖/矛皿械同圈酬性蟄村雎F.宿■檔典13EW,e,煜曾如,KflIP*.肘職藏WVdglWg'g村tTliravrnm-.心,-F;ffiRflTT*缸而跳刊」?跳利的子剝t.莘+村汽■*松翰響衲mff-1M皿史feu■巳女陸型i消曹?降晝r(jià)w,isMMmim國i虹.由—果5-AT*心E-砌■I.MHLhIHf玉(Hit-畫■】IkTAflW審Eafe】137Eafe】137弘而4盤寺F"g四55"耳神亦籍心(1945荷川?【2-10】在逆流換熱器中,用初溫為20°C的水將1.25kg/s的液體[比熱容為1.9kJ/(kgK、密度為850kg/m3]由80C冷卻到30C。換熱器的列管直徑為①25mmX2.5mm,水走管內(nèi)。水側(cè)和液體側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù)分別為850W/(m2?K)和1700W/(m2?K),污垢熱阻可忽略。若水的出口溫度不能高于50C,求水的流量和換熱器的傳熱面積。解:傳熱量為Q?Whcph(Th1?Th2)又Q?Wccpc(Tc2?Tc1)118.75?103?Wc???0.9454kg/s3cpc(Tc2?Tc1)4.187?10?(50?20)Qkg/s。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)?O?O2?didi?i1?3?125?1025251?Ln()??17002?452020/doc/6e4a787b7912ead87811418a850?471.5W/(m2.K)傳熱面積由下式計(jì)算:SO?Q (1)KO?Tm熱流體:80?30°C冷流體:50?20C?T1?30C?T2?10C??Tm??T1??T230?10??18.2C?T130LnLn()10?T2

將已知值代入式(1),得:118.75?103SO??13.8m2471.5?18.2解題要點(diǎn):能量平衡方程與傳熱速率方程的綜合應(yīng)用。段常型Kg辛/「將刊血盼Wfi料明175忒□】,程,曲疏節(jié).利p段常型Kg辛/「將刊血盼Wfi料明175忒□】,程,曲疏節(jié).利pm疝泗’■ms辨廣‘服NhWl*河中一咄加*由榭女m油.苦度胃0於噸洗客w.沖測(cè)時(shí)鷹月業(yè)下?出.*厭*詈.壬4如群占司口加H*英域七一劇晉郭骨只寸南F帛旦叫0gEQE.曾忙沖5?阿J匹恃行-相財(cái)咔徹由蠟'飄=(?■冊(cè)*卡就月了WINfn's> 閔治田土Hllllfim-遍洗胃妙師刑炯祜m購曝林同倘作購源又*「明斧塑*毗且由乳心工瀕IR*京口HHlUilK-股花?1攜E砧.ff-(1>ffFfrWRXSWfBMrf吁也勤,仰§代. 心iiriop蜥制 iWTinic掘,rz心忙獨(dú)成易牌*小方理馬蛉格癥韋整沸故玲商虬用卦可-s+m腿-i?^e£2--.11孔有骨M附習(xí)升■宓w孫?電性W4J掘,rz心忙獨(dú)成易牌*小方理馬蛉格癥韋整沸故玲商虬用卦可-s+m腿-i?^e【2-11】在一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(dòng),并由20C加熱到106C。列管換熱器尺寸為:列管直徑為①19mmX2mm、管長為4m,共有25根管子。若換熱器的傳熱量為125kW,蒸汽冷凝傳熱系數(shù)為7000W/(m2-K),油側(cè)污垢熱阻為0.0005m2-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(duì)流傳熱系數(shù)。又若油的流速增加一倍,此時(shí)若換熱器的總傳熱系數(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(duì)流傳熱系數(shù)對(duì)數(shù)平均溫差:水蒸汽: 160?160°C食用油: 106?20C?T1?54C?T2?140C?Tm??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):Q125?103KO???232.0W/(m2.K)SO?Tm5.966?90.3而KO?1/doc/6e4a787b7912ead87811418a1??232.0W/(m2.K)119191do1do??0.0005???Rsi700015?i15?Odi?idi解得:?i?358.4W/(m2.K)(Ts?Tc1)?(Ts?Tc2)Ts?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)?OOTs?Tc2Wccpc)KOSO'''WccpcTs?Tc2KOWc???()()Ts?Tc1KOSOKOWc'Ln()Ts?Tc2WccpcLn(Ts?Tc1'即Ln(160?20'160?Tc21?1.75??0.875160?202Ln()160?106')解得:Tc2?99.2°C解題要點(diǎn):能量平衡方程與傳熱速率方程的綜合應(yīng)用?!?-12】在列管換熱器中用冷水冷卻油。水在直徑為①19mmX2mm的列管內(nèi)流動(dòng)。已知管22內(nèi)水側(cè)對(duì)流傳熱系數(shù)為3490W/(m?K),管外油側(cè)對(duì)流傳熱系數(shù)為258W/(m-K)。2換熱器在使用一段時(shí)間后,管壁兩側(cè)均有污垢形成,水側(cè)污垢熱阻為0.00026m?K/W,2油側(cè)污垢熱阻為0.000176m?K/W。管壁的熱導(dǎo)率為45W/(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?jǐn)?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:RO??1?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/doc/6e4a787b7912ead87811418a分?jǐn)?shù)R%產(chǎn)生污垢后的總熱阻:RO?RO?RsO?Rsi'rOri19?4.79?10?3m2.K/W15?4.29?10?3?0.000176?0.00026?'R?RO4.79?4.29R%?O??100%?11.7%RO4.29解題要點(diǎn):傳熱系數(shù)的計(jì)算。扣fr禎FflFimir,詈瑚理做憎對(duì)新市瞬曲hr弭禎iA*q,"amm海敗訪酒R豹UbWlit■-就盼/鼻辛.入4?r'(a?K).31.tn奸瞥場(chǎng)雙脂乏扣fr禎FflFimir,詈瑚理做憎對(duì)新市瞬曲hr弭禎iA*q,"amm海敗訪酒R豹UbWlit■-就盼/鼻辛.入4?r'(a?K).31.tn奸瞥場(chǎng)雙脂乏卻i"如加產(chǎn)生$拍^林莉#■曲TTMt弟,明jffnr網(wǎng)wm.冷扁成r,5

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