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1、第二章传热(P78)=iFi1.一食品冷藏室由内层19mm厚的松木，中层为软木，外层为51mm厚的混凝土所组成，内壁l度为一17.80混凝土外壁面温度为29.40松木、软木和混凝土的平均导热率分别为0.151,0.0433,0.762W/(m•K),要求该冷藏室的热损失为15W/m2o求所需软木的厚度及松木和软木接触面处的温度。解：根据题意作出示意图bib2ba(i)求软木的厚度(中间层)根据三层平壁的导热公式：Qb1A1s-+•1•462+A2Sb323Qt1t4Sb2
2、b322几3Im1,^=29.41：,t2=
3、-17.8r,bi=51mm=0・051m,b3=l9mm=0.019m2,=0.762W/(m-Zr),22=0.0433W/(mK),血=0.151W/(m・K)将上述己知条件代入三层平壁导热公式：行29.4+17.815=0.051—0.019FF0.7620.04330.151求得：b2=0.128m=l28mm（2）求松木和软木接触面处的温度（°）将上述已知条件代入上式:15t3+17.80.0190.151解得：t3=-i5.9r答：（1）软木的厚度为128mm；（2）松木和软木接触面处的温度为-15.9
4、^2.为减少热损失，在外径为150mm的饱和蒸汽管道外加有保温层。已知保温材料的热导率入=0.103+0.000198T（式中T为X?）,蒸汽管外壁温度为180^0,要求保温层外壁温度不超过500每米管道由于热损失而造成蒸汽冷凝的量控制在lX10-4kg/（m⑸以下，问保温层应为多少?（计算时可假定蒸汽在180C下冷凝）。解：依题意作出示意图每米管道热损失为:Q=2忍WL加（互）斤已知：ti=180°C,t2=50"C,n=150mm/2=0e075m贻1X10-4kg/m•s取管壁得平均温度为定性温度，则：t=（t
5、i+t2）/2=（180+50）/2=1159将定性温度代入保温材料的热导率关系式，求X：X=0.103+0.000198x115=0.12577(W/m•K)査表得:180°C蒸汽的气化热/=2019.3kj/kg将上述已知数据代入管道热损失关系式：Q.二2欣（片-（2）=y・WL加（②=2019.3xl03xlxl0-42x3・1415xO・12557(18O-5O)bi()0.075解上式，得：r2=0.125（m）因此，最小保温壁厚：b=r2—ri=0.125m—0.075m=50mm答：保温层厚度应不小于5
6、0mm。附加题.有一蒸汽管外径为25mm,管外包有两层保温材料，每层厚均为25mm。外层与内层保温材料的热导率之比为5,此时的热损失为Q。今将内外两层材料互换位置，且设管外壁与外层X保温层外表面的温度均不变，则热损失为Q",求Q"/Q,说明何种材料放在里层为好。解：根据题意作出示意图，设管道长度为L。（1）当内层保温材料为入”外层保温材料为入2,由双层圆壁的导热公式，则：0=2加（八一门X仏一丄屏+丄屏Ajr{r2（2）当内层保温材料为入2,外层保温材料为入I，由双层圆壁的导热公式，贝2^L（/,-/3）一丄加互+丄
7、心22打2,r2+丄加20=入、打久2厂2A八2】r2结果为：Qr>Q已知「1=25/2=12.5mm,r2=l2.5+25=37<5mmi*3=37・5+25=62.5imn,入2=5入丄/+丄沁打—占屛5加西+加旦儿打5儿6=12・537.5〜161,r.1,r-,37.5.62.5~"Zw—HIn亠In5In52)r}2)r212.5)37.5答：热导率大的保温材料放在外层时，热损失较小。4.将粗碎的番茄通过内径为60mm的管子从20C加热到75°C。其流量为1300kg/h,管内壁面温度为1059,求对流传
8、热系数。已知：P=l050kg/m3；Cp=3.98kJ/(kg-K);X=0.61W/(m-K);卩=2」5mPa•s(47.59);
9、i=1.2mPa•s(1059)解：(1)计算Re、Pi•的值，选取对流传热系数计算公式:流型判定公式:Pr公式:已知:"=209,(2=75X320+75…计算定性温度T二一-—=47.5(匸)已知番茄在47.5X?的物性：P=1050kg/m3入=0.61W/(m•K)Cp=3.98X103J/(kg«K),W=1300kg/hp=2・15X10_3Pa•s(47.59);
10、i
11、w=1.2X10_3Pa-s(105*C)特征尺寸：d=60mm=0.06m计算管内流速:W1300u==兀j2—dp4”-—01Jtl/C)_0.785x0.062x1050x3600~*"计算Re数:计算Pi•数：3.98xl03x2.15xl(r30.61=14.03(a)由2300
