化工原理第四版课后习题答案(王志魁编)全精选.doc

化工原理（第四版）习题解答 王志魁　编 ２０１０1 第一章 流体流动 ·························································2 第二章 流体输送机械·····················································23 第三章 沉降与过滤 ······················································33 第四章 传热 ······························································39 第五章 吸收 ······························································63 第六章 蒸馏 ······························································86 第七章 干燥 ·····························································116
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,bB?.??: 第四章 传 热 热传导 【4-2】有一冷藏室，其保冷壁是由30mm厚的软木做成的。软木的热导率λ=0.043 W/(m·℃)。若外表面温度为28℃，内表面温度为3℃，试计算单位表面积的冷量损失。 解 已知，则单位表面积的冷量损失为 【4-4】燃烧炉的平壁由下列三层材料构成：耐火砖层，热导率λ=1.05W/(m·℃)，厚度；绝热砖层，热导率λ=0.151W/(m·℃)；普通砖层，热导率λ=0.93W/(m·℃)。 耐火砖层内侧壁面温度为1000℃，绝热砖的耐热温度为940℃，普通砖的耐热温度为130℃。 (1) 根据砖的耐热温度确定砖与砖接触面的温度，然后计算绝热砖层厚度。若每块绝热砖厚度为230mm，试确定绝热砖层的厚度。 (2) 若普通砖层厚度为240mm，试计算普通砖层外表面温度。 解 (1)确定绝热层的厚度 温度分布如习题4-4附图所示。通过耐火砖层的热传导计算热流密度q。 绝热砖层厚度的计算 每块绝热砖的厚度为，取两块绝热砖的厚度为。 (2) 计算普通砖层的外侧壁温 先核算绝热砖层与普通砖层接触面处的温度 小于130℃，符合要求。 通过普通砖层的热传导，计算普通砖层的外侧壁温。 【4-6】某工厂用的无缝钢管输送水蒸气。为了减少沿途的热损失，在管外包两层绝热材料，第一层为厚30mm的矿渣棉，其热导率为；第二层为厚30mm的石棉灰，其热导率为。管内壁温度为300℃，保温层外表面温度为40℃。管路长50m。试求该管路的散热量。 解 【4-7】水蒸气管路外径为108mm，其表面包一层超细玻璃棉毡保温，其热导率随温度的变化关系为。水蒸气管路外表面温度为150℃，希望保温层外表面温度不超过50℃，且每米管路的热量损失不超过。试确定所需保温层厚度。 解 保温层厚度以b表示 已知 解得保温层厚度为 保温层厚度应不小于13.3mm【4-9】空气以的流速通过的钢管，。空气入口温度为32℃，出口温度为68℃。(1)试计算空气与管壁间的对流传热系数。(2)如空气流速增加一倍，其他条件均不变，对流传热系数又为多少？(3)若空气从管壁得到的热量为，钢管内壁平均温度。 解 已知 (1)对流传热系数计算 空气的平均温度 查得空气在时的物性数据， ，空气被加热，Pr的指数 雷诺数 湍流 对流传热系数 (2)空气流速增加一倍，对流传热系数为 (3)若空气从管壁得到的热量为，计算钢管内壁平均温度 用式计算钢管内壁的平均温度。 已知空气进出口平均温度 在第(1)项中已计算出对流传热系数 钢管内表面积为 钢管内壁平均温度 【4-10】温度为10℃、压力为101.3kPa的空气，以的流速在列管式换热器管间沿管长方向流动，空气出口温度为30℃。列管式换热器的外壳内径为190mm，其中装有37根的钢管，钢管长度为2m。试求钢管外表面对空气的对流传热系数。 解 已知空气压力，温度， 空气的平均温度 查得空气在20℃的物性数据为：密度，比热容，热导率，黏度，普朗特数，空气被加热，Pr的指数 空气流动的截面积 湿润周边 当量直径