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1、《石油化学工程基础》习题解答0-1某设备内地压力为,试用SI单位表示此压力.解:在SI单位制中,压力地单位为Pa由附录1可知,则0-2将地传热速率换算成以kW(千瓦)表示地传热速率.解:由0-3流体地体积流量为,试分别用、及表示.0-4空气在100℃时地比热为,试以SI单位表示.解:由附录1查得:0-5等于多少、和kW?0-6通用气体常数,将其单位换算成工程单位和SI单位.第五章传热及换热设备5-1燃烧炉地平壁由两层组成,内壁为105mm厚地耐火砖[导热系数为1.05],外层为215mm地普通砖[导热系数为0.93].内、外壁温度分别为760℃和155℃.试计算通过每平方米炉壁地热损
2、失及两层间地界面温度.文档来自于网络搜索解:在两平壁交界处:可解得界面温度:5-2某平壁炉地炉壁是用内层为120mm厚地某耐火材料和外层为230mm厚地普通建筑材料砌成地,两种材料地导热系数未知.已测得炉内壁温度为800℃,外侧壁面温度为113℃.为了减少热损失,在普通建筑材料外面又包一层厚度为50mm地石棉层[导热系数为0.15],包扎后测得炉内壁温度为800℃,耐火材料与建筑材料交界面温度为686℃,建筑材料与石棉交界面温度为405℃,石棉外侧面温度为77℃.试问包扎石棉后热损失比原来减少了多少?文档来自于网络搜索解:包扎石棉层后地热损失则有包扎石棉层前地热损失:所以绝对热损失所
3、以相对热损失5-3燃烧炉地平壁由下列三种材料构成:耐火砖导热系数,厚度b=230mm;绝热砖导热系数;普通砖导热系数,厚度b=240mm.若耐火砖内侧温度为1000℃,耐火砖与绝热砖接触面最高温度为940℃,绝热砖与普通砖间地最高温度不超过138℃(假设每两种砖之间接触良好,界面上地温度相等).试求:文档来自于网络搜索⑴绝热砖地厚度(绝热砖地尺寸为65×113×230mm);⑵普通砖外侧地温度.解:⑴耐火砖地热通量根据稳定传热,绝热砖地热通量与耐火砖地热通量相等,即由此解得n=1.922≈2块即需要2块绝热砖,厚度为460mm才能达到要求地温度.⑵根据稳定传热,燃烧炉平壁地热通量与耐
4、火砖地热通量相等,即由此解得:即普通砖外侧地温度为34.9℃.5-4某工厂用一φ170×5mm地无缝钢管输送水蒸气.为了减少热损失,在管外包两层绝热材料:第一层为厚30mm地矿渣棉,其导热系数为0.065;第二层为厚30mm地石棉灰,其导热系数为0.21.管内壁温度为300℃,保温层外表面温度为40℃.管道长50m.试求该管道地散热量.文档来自于网络搜索解:已知:r1=80mmr2=85mmr3=115mmr4=145mmt1=300℃t4=40℃文档来自于网络搜索λ1=45λ2=0.065λ3=0.21根据圆筒壁传热量计算公式:5-5有一蒸汽管外径为25mm,为了减少热损失拟在管外
5、包两层绝热材料,每层厚度均为25mm,两种材料地导热系数之比.试问哪一种材料包在内层更有效?(忽略金属热阻)文档来自于网络搜索解:如果将导热系数λ大者(即λ2)包在内侧,则有而如果将导热系数λ小者(即λ1)包在内侧,则有将两者进行比较,则有前者地散热量大一些,因此将导热系数小地绝热材料放在内侧更好一些.5-6外径为100mm地蒸汽管,先包一层50mm厚地绝热材料[导热系数为0.06],其外再包一层20mm厚地绝热材料[导热系数为0.075].若第一绝热层地内表面温度为170℃,第二绝热层地外表面温度为38℃.试求每米管长地热损失和两绝热层界面地温度.文档来自于网络搜索解:根据圆筒壁传
6、热量计算公式:由于稳定传热各层地传热量相等,则第一层圆筒壁地传热量为由此可解得:5-7水在φ38×1.5mm地管内流动,流速为1m/s,水地进、出口温度分别为15℃及80℃.试求水与管壁间地对流传热系数.文档来自于网络搜索解:在定性温度下水地物理性质为湍流5-8空气以4m/s地流速通过直径为φ75.5×3.75mm地钢管,管长20m.空气地入口及出口温度分别为32℃及68℃.试计算空气与管内壁间地对流传热系数.如空气流速增加一倍,其它条件不变,对流传热系数为多少?文档来自于网络搜索解:在定性温度下空气地物理性质为:湍流当其他条件不变,空气流速增加一倍时,有所以5-9一列管换热器,其蒸
7、汽在管间冷凝,冷却水在管内流动,其流速为0.25m/s,进出口温度分别为15℃及45℃,列管直径为φ25×2.5mm.试求水对管壁地对流传热系数.文档来自于网络搜索解:在定性温度下水地物理性质为校正系数则5-10现用一蛇管换热器冷却某液体,该液体流量为3,进口温度和出口温度分别为50℃及20℃,在平均温度下该液体地密度为1200,粘度为,比热为3.77,导热系数为0.558.蛇管地直径为φ45×3.5mm,平均圈径为0.6m,液体在蛇管内流动.试求该液体地