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1、第四章习题2．燃烧炉的内层为460mm厚的耐火砖,外层为230mm厚的绝缘砖。若炉的内表面温度t1为1400℃,外表面温度t3为100℃。试求导热的热通量及两砖间的界面温度。设两层砖接触良好,已知耐火砖的导热系数为,绝缘砖的导热系数为。两式中可分别取为各层材料的平均温度,单位为℃,λ单位为W/(m·℃)。解：设两砖之间的界面温度为，由，得热通量3．直径为,钢管用30mm厚的软木包扎,其外又用100mm厚的保温灰包扎,以作为绝热层。现测得钢管外壁面温度为-110℃,绝热层外表面温度10℃。已知软木和保温灰的导热系数分别为0.043和0.07W/(
2、m·℃),试求每米管长的冷量损失量。解：每半管长的热损失，可由通过两层圆筒壁的传热速率方程求出：负号表示由外界向体系传递的热量，即为冷量损失。4．蒸汽管道外包扎有两层导热系数不同而厚度相同的绝热层,设外层的平均直径为内层的两倍。其导热系数也为内层的两倍。若将二层材料互换位置,假定其他条件不变,试问每米管长的热损失将改变多少?说明在本题情况下,哪一种材料包扎在内层较为适合?解：设外层的平均直径为，内层平均直径为，则且。由导热效率方程知：两层材料位置互换后：所以：即：两层保温材料互换位置后，单位管长的热损失增加。说明在本题情况下，导热系数小的材料放
3、在内层较为合适。6.在管壳式换热器中用冷水冷却油。水在直径为的列管内流动。已知管内水侧对流传热系数为349OW/(m2·℃),管外油侧对流传热系数为258W/(m2·℃)。换热器在使用一段时间后,管壁两侧均有污垢形成,水侧污垢热阻为0.00026m2·℃/W,油侧污垢热阻为0.000176m2·℃/W。管壁导热系数λ为45W/(m·℃)。试求:(1)基于管外表面积的总传热系数;(2)产生污垢后热阻增加的百分数。解：（1）总传热系数（2）产生污垢后热阻增加的百分数为：7：在并流换热器中,用水冷却油。水的进、出口温度分别为15℃和40℃,油的进、出
4、口温度分别为150℃和100℃。现因生产任务要求油的出口温度降至80℃,假设油和水的流量、进口温度及物性均不变,若原换热器的管长为1m。试求此换热器的管长增至若干米才能满足要求。设换热器的热损失可忽略。解：平均温度差为由热量恒算可得：当油的出口温度降到80时，由热量恒算：解得：由传热速率方程分别可得：原换热器：新换热器：8．重油和原油在单程套管换热器中呈并流流动,两种油的初温分别为243℃和128℃;终温分别为167℃和157℃。若维持两种油的流量和初温不变,而将两流体改为逆流,试求此时流体的平均温度差及它们的终温。假设在两种流动情况下,流体的
5、物性和总传热系数均不变化,换热器的热损失可以忽略。解：以上标表示并流的情况。由传热速率方程和热量衡算：两式相除：（1）而所以：解得：即：（2）由（1）式得：（3）由（2）、（3）式得：所以：9．.在下列各种管壳式换热器中,某种溶液在管内流动并由20℃加热到50℃。加热介质在壳方流动,其进、出口温度分别为100℃和60℃,试求下面各种情况下的平均温度差。(1)壳方和管方均为单程的换热器。设两流体呈逆流流动。(2)壳方和管方分别为单程和四程的换热器。(3)壳方和管方分别为二程和四程的换热器。解：（1）由对数平均温度差知道：（2）查温度差校正系数图得
6、：（3）由R、P值查流程温差校正系数图得：所以：11在一管壳式换热器中,用冷水将常压下纯苯蒸气冷凝成饱和液体。苯蒸气的体积流量为1650m3/h,常压下苯的沸点为80.1℃,汽化热为394kJ/kg。冷却水的进口温度为20℃,流量为36000kg/h,水的平均比热容为4.18kJ/(kg·℃)。若总传热系数K0为450W/(m2·℃),试求换热器传热面积S0。假设换热器的热损失可忽略。解：换热器的传热面积其中：冷水出口温度可由热量衡算求得。即：则：12．在一传热面积为50m2的单程管壳式换热器中,用水冷却某种溶液。两流体呈逆流流动。冷水的流量为
7、33000kg/h,温度由20℃升至38℃。溶液的温度由110℃降至60℃。若换热器清洗后,在两流体的流量和进口温度不变的情况下,冷水出口温度增到45℃。试估算换热器清洗前传热面两侧的总污垢热阻。假设:(l)两种情况下,流体物性可视为不变,水的平均比热容可取为4.17kJ/(kg·℃)；(2)可按平壁处理,两种工况下和分别相同；(3)忽略管壁热阻和热损失解：先求清洗前的总传热系数K.所以:再求清洗后总传热系数,由热量衡算求溶液的出口温度.若传热面两侧的总污垢热阻为则有:由此得:x05a02004棉花保温性能好，主要是因为______。A.棉纤维
8、素导热率小；B.棉花中含有相当数量的油脂；C.棉花中含有大量空气，而空气的运动又受到阻碍；D.棉花白色，因而黑度小。x05a02016在蒸汽冷凝中，不
