6化工原理习题解答(陈敏恒)

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1、解题思路：1.已知：λ1=1.3W/m.K,λ2=0.18W/m.K,λ3=0.93W/m.K,T1=1100℃,2t2=900℃,t4=50℃,δ3=12cm,q=1200W/m,接触热阻可忽略。求：δ1，δ2∆t解题思路：q=λδ∆tt−t112∴δ=λ=λ111qq∆t∆t23又q=λ=λ23δδ23t−tt−t2334即q==δδ23λλ23t−t24q=δδ23+λλ23δt−tδ2243即=−λ2qλ3得δ22．已知：δ2=(1/3)δ,t2=300℃,t3=50℃求：t150t−tt−t1323解题思路：q=λ=λδ

2、δ2δ∴t=(t−t)+t1233δ223．已知：G=0.048kg/m·S，t2=110℃，r=2000kJ/kg，垢层δ=2mm，2λ=0.65W/m·K。求：t1解题思路：q=G·r∆tt−t12q=λ=λδδδ∴t=q+t12λ4．已知：外径Ф150mm，λ=0.103+0.000198t(t:℃)，蒸汽管外壁温度t0=180℃，-4保温层外壁温度t1=50℃，冷凝量G=1×10kg/m·s。求：保温层厚度δ解题思路：Q=G·r查180℃水，r=2019kJ/kg∴Q/L对于圆筒壁2πLλ(t−t)12Q=r2ln

3、r1r1=d/2=75mmr2=r1+δ=(75+δ)mm保温层平均温度tm=(t0+t1)/2=(180+50)/2=115℃∴λ=0.103+0.000198tm=0.103+0.000198×115=0.126W/m·Kr2πλ(t−t)212∴ln=r1Q/L∴得δ5．已知：D=120mm，气体δg=0.1mm，λg=0.030W/m·K，t1=200℃，t2=80℃，51Q=40W。λ'−λ求：λQ解题思路：q=At−tt−t1212q==δ/λ'δδg+2⋅λλgδδδg∴=+2λ'λλgδg−

4、2λ'−λλ'δ/λδ/λ−δ/λ'λg=−1=−1==λλδ/λ'δ/λ'δ/λ't−t12δ/λ'=qλ'−λ∴λ6．已知：通过中空球壁导热的热流量Q。∆tQ=δ/λAmA=AA(A,A为球壁的内、外表面积）m1212求证：52解题思路：定态Q=constQdt=q=λ2一维：4πrdrQr2drt2∴=λdt∫r2∫t4π1r1Q11得−=λ(t−t)=λ∆t214πr1r2224πλ∆t(r2×r1)∆t⋅4πr1⋅4πr2∆tA1A2Q===r2−r1δ/λδ/λ7．已知：d0=25mm，δ1=δ2=25

5、mm，λ2/λ1=5，热损Q，λ1与λ2互换，Δt不变，热损Q’。求：Q’/Q2πλL∆tQ=解题思路：圆筒壁d2lnd12πL∆t∴Q=1d1dln1+ln2λdλd10212πL∆tQ'=1d1dln1+ln2λdλd20111d11d2ln+lnQ'λ1d0λ2d1∴=Q1d11d2ln+lnλdλd2011显然λ较小的材料放内层热损较小。5328．已知：L=3m，d=53mm，G=172kg/s·m，苯被加热，μ=0.49mPa·S,λ=0.14W/m·K,Cp=1.8kJ/kg·℃。求：αρudGdCpµ

6、LRe==Pr=解题思路：µµ，λ，d∵苯被加热0.80.4∴可用Nu=0.023RePr公式λ0.80.4α=0.023RePrd9．已知：常压下空气T1=200℃，T2=120℃，qm=3kg/s，空气外壳体中平行于管束流动，D=260mm,n=38,小管Ф25×2.5mm，求：α解题思路：空气平均温度tm=(t1+t2)/2=(200+120)/2=160℃3-5查常压160℃空气ρ=0.815kg/m，μ=2.45×10Pa·S,Pr=0.682≈0.7,λ=0.0364W/m·K.π2π24×(D−nd)224A44D−

7、ndd===esπD+nπdD+ndqmG=AρuddGeRe==µµ∵空气被冷却λ0.80.3∴α=0.023RePrde10．已知：水平蒸汽管加热外部重油，d=60mm，tm=20℃,tw=120℃,70℃重3油：ρ=900kg/m,Cp=1.88kJ/(kg.℃),λ=0.174W/(m.℃),-32-4ν=2×10m/s,β=3×10l/℃2求：qW/m解题思路：属大容积自然对流23βg∆tρlGr=2µ∵水平放置，特性尺寸l=dµν=ρ3βg∆td∴Gr=2ν54CνρpPr=Cµ/λ=pλGr⋅Pr查教材表6-3，A，

8、bλbα=A(Gr⋅Pr)dq=α(t−t)wm911．已知：两水平放置圆管，d1=10d2，(Gr·Pr)2=10求：q1/q2b解题思路：属自然对流，α=Aλ/d(Gr·Pr)23Cµβg∆tρlpGr=Pr=2µλ大小两种管子，不同的只是特性