化工原理第四章答案

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1、应化0801/0802、化学工程0801/高分子0801化工原理第四章传热习题解答7-73/20/2010第四章传热习题解答【p286-288】【1.6.7.8.9.10.13.14.18.20.22.24.25】1．平壁炉的炉壁由三种材料组成，其厚度和热导热系数如下：序号材料厚度b，mm热导热系数λ，W×m-1×℃-11（内层）耐火砖2001.072绝缘砖1000.143钢645若耐火砖内层表面的温度t1为1150℃，钢板外表面温度t2为30℃，又测得通过炉壁的热损失为300W×m-2，试计算热传导的热通量。若计算

2、结果与实测的热损失不符，试分析原因并计算附加热阻。解：w/m2计算比测量大，存在附加热阻（由于层与层之间接触不好有空气），设附加热阻为Ri则：Ri=2.83m.k/w6.在并流的换热器中，用水冷却油。水的进，出口温度分别为15℃和40℃，油的进，出口温度分别为150℃和100℃。现因生产任务要求油的出口温度降至80℃，设油和水的流量，进口温度及物性均不变，若原换热器的管长为1m，试求将此换热器的管长增至若干米后才能满足要求。设换热器的热损失可以忽略。解：在原冷却器中对油（1）对水（2）并流时℃℃℃=在新的冷却塔中对油

3、（3）对水（4）解上述方程得：=50℃7应化0801/0802、化学工程0801/高分子0801化工原理第四章传热习题解答7-73/20/2010=℃℃℃=1.85=1.85m7.重油和原油在单程套管换热器中呈并流流动，两种油的初温分别为243℃和128℃，终温分别为167℃和157℃。若维持两种油的初温和流量不变，而将两种油改为逆流，试求此时流体的平均温度差和它们的终温，假设在两种流动情况下，流体的物性和总传热系数均不变化，热损失可以忽略不计。解：并流时重油（1）原油（2）℃逆流时重油（3）原油（4）联立方程用试差

4、法求得:℃℃℃8.在下列的各种列管换热器中，每小时将29400kg的某种溶液从20℃加热到50℃。溶液在列管内流动。加热介质的进口温度为100℃，出口温度为60℃，试求下面情况下的平均温度差。(1)壳方和管方流体均为单程的换热器，假设两流体呈逆流流动。(2)壳方和管方流体分别为单程和四程的换热器。(3)壳方和管方流体分别为二程和四程的换热器。解：(1)kg/h℃℃℃℃7应化0801/0802、化学工程0801/高分子0801化工原理第四章传热习题解答7-73/20/2010℃℃℃()或者＝44.8℃（2）由＝44.8

5、℃由图4-17【p225-226】℃（3）同理由图4-17【p225-226】9.在逆流换热器中，用初温为20℃的水将1.25kg×s-1的液体（比定压热容为1.69kJ×kg-1×℃-1，密度为850kg×m-3）由80℃冷却到30℃。换热器的列管直径为Φ25×2.5mm，水走管内。水侧和液体侧的对流表面传热系数分别为0.85和1.70kW×m-2×℃-1，污垢热阻可忽略。若水的出口温度不能高于50℃，试求换热器的传热面积。解：水的出口温度取50℃℃Ko=w/m2.kw2=1.25kg/s=1.69kJ/kg.k故

6、：A0=m210.在列管式换热器中用冷水冷却油。水在直径为Φ19×2mm的列管内流动。已知管内水侧对流表面传热系数hi为3490W×m-2×℃-1,管外油侧的对流表面传热系数ho为258W×m-2×℃-1.换热器在使用一段时间后，管壁两侧都有污垢形成，水侧污垢热阻Rsi为0.00026㎡×℃×W-1,油侧污垢热阻Rso为0.000176㎡×℃×W-1。管壁热传导系数l为45W×m-1×℃-1.试求：(1)基于管外表面积的总传热系数KO；(2）产生污垢后热阻增加的百分数。解：(1)未结垢前Ko=w/m2.k结垢后K1=

7、w/m2.k7应化0801/0802、化学工程0801/高分子0801化工原理第四章传热习题解答7-73/20/2010（2）=10%13.90℃的正丁醇在逆流换热器中被冷却到50℃。换热器的传热面积为6m²，总传热系数为230W×m-2×℃-1。若正丁醇的流量为1930kg×h-1，冷却介质为18℃的水，试求：(1)冷却水的出口温度；(2)冷却水的消耗量，以m³×h-1表示。解：(1)kg/h℃由70oC查表得正丁醇的kJ/kg.k由题可知：K0=230w/m2.kA0=6m2℃℃℃℃´2.8´103´(90-50

8、)=230´6´T1=37℃(2)=kg/h=2.721m3/h14.在逆流换热器中，用冷油冷却热油，油的比定压热容均为1.68kJ×kg-1×℃-1，热油的流量为3000kg×h-1。热油从100℃冷却到25℃，冷油从20℃加热到40℃。已知总传热系数KO随热油的温度T变化如下：热油温度T，℃1008060403025总传热系数K。，W×m-