化学工程基础(武汉大学著)课后习题答案第三章.pdf

第三章 传热过程 1、平壁炉的炉壁由三种材料组成，其厚度和导热系数列于本题附表。 习题 1 附表 序 号 材 料 厚度 δ/mm 导热系数λ/W ⋅ m−1 ⋅ K−1 1 （内层） 耐火砖 200 1.07 2 绝热砖 100 0.14 3 钢 6 45 若耐火砖层内表面的温度t 为 1150°C，钢板外表面温度t 为 30°C，又测得通过炉壁的热 1 4 损失为 300W ⋅ m−2 。试计算传导传热的面积热流量。若计算结果与实测的热损失不符，试分 析原因并计算附加热阻。 φ t1 t 4 − 1150 30 − 解：q = R δ δ δ3 0.2 0.1 0.006 1 2 + + + + λ λ λ 1.07 0.14 45 1 2 3 1120 −2 =1243W⋅ m 0.901 计算的面积热流量大于实侧值，说明平壁间接触不良，有空气层存在，产生了附加热 阻，其值R 为： 1150 30 − δ δ δ3 1 2 R = R − R = ( ) 3.733 0.901− 实测 计算 − + + 300 λ λ λ 1 2 3 2 −1 = 2.832m ⋅°C ⋅ W φ50mm×5mm的不锈钢管，导热系数λ=16W ⋅ m−1 ⋅ K−1，其外包扎厚 30mm的石棉， 2 、 1 导热系数λ=0.2W ⋅ m−1 ⋅ K−1，石棉层外再包 30mm厚的保温灰，导热系数λ=0.07W ⋅ m−1 ⋅ 2 3 K−1 。若不锈钢管内壁温度为260°C，保温层最外层的壁温为 35°C，问每米管长的热损失为 多少？ 解：不锈钢管的内半径为r =20mm，外半径r =25mm ，∴r /r 2 ，故可按算术平均求每 1 2 2 1 米管长的平均面积， 2 A m1 = 2πrm1L = 2π(0.025 + 0.02)/2 × 1 = 0.1413m 石棉层内半径r =25mm ，外半径r =55mm