传热过程基础.docx

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1、第五章传热过程基础1•用平板法测定固体的导热系数，在平板一侧用电热器加热，另一侧用冷却器冷却，同时在板两侧用热电偶测量其表面温度，若所测固体的表面积为0.02m2，厚度为0.02m，实验测得电流表读数为0.5A，伏特表读数为100V，两侧表面温度分别为200C和50C,试求该材料的导热系数。解：传热达稳态后电热器的加热速率应与固体的散热(导热)速率相等，即stlt2L式中QIV0.5100W50W2.某平壁燃烧炉由一层后，测得炉的内表面温度为S0.02m2,ti200C,t?50C,L0.02m将上述数据代入，可得QLSt1t25

2、00.02WmC0.333WmC0.0220050400mm厚的耐火砖和一层200mm厚的绝缘砖砌成，操作稳定1500C,外表面温度为100C,试求导热的热通量及两砖间的界面温度。设两砖接触良好，已知耐火砖的导热系数为10.80.0006t，绝缘砖的导热系数为20.30.0003t,W/(mC)。两式中的t可分别取为各层材料的平均温度。式中代入解:此为两层平壁的热传导问题，稳态导热时，通过各层平壁截面的传热速率相等，即Q1Q2QSt1t213*S0.80.3(1.25b10.0006t0.0003tSt2t32Sb20.80.00

3、060.30.00030.0003t)1500t0.41500t100t1.250.3150.0003t0.00015t100(0.3150.00015t*0.2(5-32)(5-32a)解之得tt2977C11.250.0003t1.250.0003977WmC1.543WmC'一-1.5431500977Wm22017Wm20.4料互换并假设温度不变，每米管长的热损失又为多少?解：t1Wm0.02850.040.12QL1r21r3InInIn0.070.02850.0421「122「223.1417040.Wm150Wm11

4、592501159250100InIn0.11591.0159100ht21ia1,r3InIn-21A22D23.1417040A、B两层互换位置后，热损失为W/m131.5W/m1,1592501,159250100InIn1.01590.11591004.直径为温灰作为绝热层。100mm厚的保绝热层外表面温度为10C。软木和保温57mm3.5mm的钢管用40mm厚的软木包扎，其外又包扎现测得钢管外壁面温度为120C,°C)，试求每米管长的冷损失量。灰的导热系数分别为0.043W/(mC)和0.07W/(m10.02850.0

5、4In0.0430.0285解：此为两层圆筒壁的热传导问题，则QL2nt1匕1r21r3In-In-1r1-r224.53Wm3.14120105.在某管壳式换热器中用冷水冷却热空气。数为45W/(m-C)。冷却水在管程流动，动，其对流传热系数为52W/(m2C)。总热阻的百分数。设污垢热阻可忽略。1bdo生dmidi45Wm2do25mm解：由Ko-查得钢的导热系数dm2.5mm2520mm22.5mm2换热管为其对流传热系数为试求基于管外表面积的总传热系数①25mmX2.5mm的钢管，其导热系2600W/(m2C)，热空气在壳

6、程流K,以及各分热阻占di2522.5mm20mm110.00250.0250.02552450.022526000.02壳程对流传热热阻占总热阻的百分数为1/-100%皿100%506100%1Koo52管程对流传热热阻占总热阻的百分数为Kom2C50.6Wm2C97.3%100%1KoKd0-100%idi50.60.02526000.02100%2.4%100%管壁热阻占总热阻的百分数为100%bdoKodm100%°.°025°.°255°6100%450.02250.3%100%6.在一传热面积为40m2的平板式换热器中

7、，用水冷却某种溶液，两流体呈逆流流动。冷却水的流量为30000kg/h，其温度由22C升高到36C。溶液温度由115C降至55C。若换热器清洗后，在冷、热流体流量和进口温度不变的情况下，冷却水的出口温度升至40C,试估算换热器在清洗前壁面两侧的总污垢热阻。假设：(1)两种情况下，冷、热流体的物性可视为不变，水的平均比热容为4.174kJ/(kgG)；(2)两种情况下，八0分别相同；(3)忽略壁面热阻和热损失。解：求清洗前总传热系数K115365522C52.7C11536In55223300004.174103622WtmQ_si

8、m求清洗后传热系数K由热量衡算WhCp’hET2)WhCpET2)T2T1叫WhCT卫-t2t1t2t11154037.9,11540In37.9223300004.1741040360040WcCp,c(t2WcCp.(t2(t2tjtm52.7