化工基础第四章习题答案.docx

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化工基础第四章习题答案

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（λ1=16W·m-1·K-1）外包扎30mm厚的石棉（λ2=·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（λ3=。

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

r1=（50-2×5）/2=20（mm）=0.02m，

r2=r1+5×10-3=（m），r3=r2+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r4

=

+•ln

3140

1

55

r4

=

移项整理有：

×[+·ln（r4/55）]=3140

+4990·ln（r4/55）=3140

则：

ln（r4/55）=（3140-/4990=

lnr4=+ln55=+=

即：

r4==80（mm）

③确定保温材料的厚度

r4-r3=80-55=25（mm）=

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1000W·m-2·K-1，管内污垢层的热阻系数Rh,1=×10-3m2·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10000W·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K2用下式计算