第四章 传热练习题.ppt

第五章 传热 练习题 例5-1. 燃烧炉的炉壁由三种材料组成。最内层是耐火砖，中间为保温砖，最外层为建筑砖。已知 耐火砖 b1=150mm λ1=1.06W/m·℃ 保温砖 b2=310mm λ2=0.15W/m·℃ 建筑砖 b3=240mm λ3=0.69W/m·℃ 测得炉内壁温度为1000℃，耐火砖与保温砖之间界面温度为946℃。试求： (a)单位面积的热损失； (b)保温砖与建筑砖之间界面的温度； (c) 建筑砖外侧温度。 例5-2. 在一φ60×3.5mm的钢管外层包有两层绝热材料，里层为40mm的氧化镁粉，平均导热系数λ=0.07W/m·℃，外层为20mm的石棉层，其平均导热系数λ=0.157W/m·℃。现用热电偶测得管内壁温度为500℃，最外层表面温度为80℃，管壁的导热系数λ=45W/m·℃。试求每米管长的热损失及两层保温层界面的温度。 例5-3. 常压下，空气以15m/s的流速在长为4m，φ60×3.5mm的钢管中流动，温度由150℃升到250℃。试求管壁对空气的对流传热系数。 例5-4. 试计算压力为147.1kN/m2，流量为1500kg/h的饱和水蒸汽冷凝后并降温至50℃时所放出的热量。 例5-5 .现用一列管式换热器加热原油，原油在管外流动，进口温度为100℃,出口温度为160℃；某反应物在管内流动，进口温度为250℃，出口温度为180℃。试分别计算并流与逆流时的平均温度差。 例5-6.某空气冷却器，空气在管外横向流过，管外侧的对流传热系数为85 W/(m2·℃)，冷却水在管内流过，管内侧的对流传热系数为4200 W/(m2·℃)。冷却管为φ25 ×2.5mm的钢管，其导热系数为45 W/(m·℃)。试求： （1）总传热系数； （2）若将管外对流传热系数αo提高一倍，其它条件不变，总传热系数增加的百分率； （3）若将管内对流传热系数αi提高一倍，其它条件不变，总传热系数增加的百分率。 设管内、外侧污垢热阻可忽略。 例5-7 有一列管式换热器，由38根φ25mm×2.5mm的无缝钢管组成。苯在管内流动，由20℃被加热至80℃，苯的流量为8.32kg/s。外壳中通入水蒸气进行加热。试求管壁对苯的传热系数。当苯的流量提高一倍，传热系数有何变化。 例5-8. 有一碳钢制造的套管换热器，内管直径为φ89mm×3.5mm，流量为2000kg/h的苯在内管中从80℃冷却到50℃。冷却水在环隙从15℃升到35℃。苯的对流传热系数αh=230W/（m2·K），水的对流传热系数αc=290W/（m2·K）,碳钢λ=45w/m.k。忽略污垢热阻。试求：①冷却水消耗量；②并流和逆流操作时所需传热面积,以内表面为计算基准；③如果逆流操作时所采用的传热面积与并流时的相同，计算冷却水出口温度与消耗量，假设总传热系数随温度的变化忽略不计。 例5-9 .有一台运转中的单程逆流列管式换热器，热空气在管程由120℃降至80℃，其对流传热系数α1=50W/（m2·K）。壳程的冷却水从15℃升至90℃，其对流传热系数α2=2000W/（m2·K），管壁热阻及污垢热阻皆可不计。当冷却水量增加一倍时，试求①水和空气的出口温度t2和T2，忽略流体物性参数随温度的变化；②传热速率Q比原来增加了多少？ 例5-10 某黑体初始温度为20℃，后升温至600℃，问其前后辐射能力的变化。 食品工程原理作业 P261 3, 4, 7,18, 24, 29 作业: 化工原理 P290 1, 3,6,7, 10, 11 * * * * * 蒸馏 干燥