化工基础习题答案

化工基础习题答案

Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

2.如习题1燃烧炉的平壁是一层厚度为230mm 的耐火砖（ λ =、一层普通砖厚度为240mm 的普通砖（ λ =）和一层厚度为40mm 的保温材料（ λ =）砌成，当定态后测得内壁面温度为720 ℃ ，保温材料外表面温度为70 ℃ 。试计算耐火砖与普通砖、普通砖与保温材料间的交界面温度。 解:

3．平壁炉是用内层为120mm 厚的耐火砖和外层为230mm 的普通砖砌成。两种砖的导热系数均为未知。测得炉内壁温度为800℃，炉外侧壁面温度为113℃。为减少热损失，后又在普通砖外包一层厚度为50mm 、导热系

14

3

1212372070

550023024004

116305815007

t t A A

......A A A

Φδδδ

λλλ--=

=

=++

++12

11720550023

1163t t A A,..A

∆δλ-==26112

t .=333370

550004

007t t A A,..A

∆δλ-==

数为?W/(m?℃)的石棉。包扎后测得各层温度为：炉内壁温度为800℃，

耐火砖和普通砖界面温度为686℃，普通砖和石棉界面温度为405℃，石

棉外侧温度为77℃。试求包扎后热损失较原来热损失减小的百分数

4、在φ50mm×5mm的不锈钢管(λ

1

= 16W·m-1·K-1)外包扎30mm厚的石

棉(λ

2

= ·m-1·K-1)，测得管内壁面温度为600℃，石棉外壁面温度为100℃；试求每米管线的热损失。

若上述温差保持不变，欲使热损失减少60％，在石棉外层再包裹一

层保温材料(λ

3

= 。问：该保温材料的厚度应为多少

解：

⑴管线的热损失

Q/L = ·Δt

=

①管线各层半径

2π

Σln r

1

r

i+1

1

λ

i

2×（600 - 100）

[ ·ln

r

1

r

2

1

λ

1

1

λ

2

r

2

r

3

30m5mm

50m

1 0.02m ，

r 2 = r 1 + 5×10-3

= (m)，r 3 = r 2 + 30×10-3

= (m)； ②导热系数

λ1 = 16W ·m -1·K -1 ，λ2 = ·m -1·K -1 。

—18—

③管线的热损失

Q/L = = = 873(J ·s -1·m -1) ⑵需加保温层的厚度 ①确定管线的热损失

Q ’/L = 873 - 873×60％

= (J ·s -1·m -1)

②求r 4

=

=

移项整理有：

×[ + ·ln(r 4/55)] = 3140 + 4990·ln(r 4/55) = 3140 则：

ln(r 4/55) =(3140 - /4990 = lnr 4 = + ln55 = + = 即：

r 4 = = 80(mm) ③确定保温材料的厚度

r 4

+

3140 3140 [ ·ln 20 25 1 16

1 25 55 + + ?ln 3140

1 55

r 4

+ ?ln

3140 1

55

r 4

4 3

9．在一列管换热器中，用水蒸气加热原油。管子规格为Φ25mm×，管内原油的表面传热系数为1000 W·m -2·K -1，管内污垢层的热阻系数R h,1= ×10-3m 2·K·W -1；管外水蒸气加热原油，管外水蒸气冷凝的表面传热系数为10000 W·m -2·K -1，管外污垢热阻及管壁的热阻可忽略不计，试求传热系数及各部分热阻占总热阻的百分数。 解:基于管外表面的K 2用下式计算

2

121,112211h d d R d h d K h ++=

1

-2-3

2K m W 31010000

1

2025105.1201000251

⋅⋅=+

⨯⨯+⨯=

-K