1、第 4 章 传热4-1、燃烧炉的平壁由下列三种材料构成: 耐火砖的热导率为 ,KmW05.11厚度 ；绝热砖的热导率为 ；普通砖的热导率为m230b15.0。若耐火砖内侧温度为 , 耐火砖与绝热砖接触面最高温度1KW9.0 C为 ,绝热砖与普通砖间的最高温度不超过 (假设每两种砖之间接触良好界面C4 3上的温度相等) 。试求：（1）绝热砖的厚度。绝热砖的尺寸为：; (2) 普通砖外测的温度。普通砖的尺寸为：65。( 答： ； )2401m460.2b6.4t解：第一层： 12tAQ第二层： 23bt31tt10945.09423.052bm6b因为绝热砖尺寸厚度为 ，故绝热砖层厚度 取 ，32
2、bm460.校核：39406.15940123.05t；C.t 4321tb。6.4t4-2、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m570管外包两层绝热材料：第一层为厚 的矿渣棉，其热导率为 ;第二1Km0.65W层为厚 的石棉灰，其热导率为 。管内壁温度为 ，保温层m30 1K.2W C30外表面温度为 。管道长 。试求该管道的散热量。无缝钢管热导率为C0（答： ）1K45W k14Q解：已知： ，1棉.65 1棉0.查表得： m倍3423124lnllnddt其中： ，067，302.17.lnl23d934，1mW2841.0365.40. lQ。k.22844-3、
3、冷却水在 ，长为 的钢管中以 的流速通过。水温由m19 1s升至 。求管壁对水的对流传热系数。 (答： )K 12K460解：设为湍流水的定性温度 ，K2938t查表得： ，1CkgJ13.4pc，W590，sPa.，3m28， ，2l17.d，500与假设相符，46109.4.Re u，.758.013Pr 3pc48.Pre02.d。124.08.0 KmW6169.17.3 4-4、空气以 的流速通过一 的钢管，管长 。空气入s4m 7530口温度为 ，出口为 。试计算空气与管壁间的对流传热系数。如空气流速增加C200一倍。其它条件不变，对流传热系数又为多少？（答： ，128.）1KW7
4、.31解：设为湍流空气的定性温度 ，C502683t查表得： ，1kgJ0.1pc，KmW，sPa96.5，3， ，m20l 687.2.d，048.与假设相符，45107.1083.29.46Re du，6981Pr 25pc408Pre0.d，124.08.042 KmW31157.6.3. 当 时u。128.08.04.08. 72PreR0. d。14.31952976.31 4-5、有一套管式换热器，外管尺寸为 ，内管为m8的钢管，冷水在管内以 的流速流动。水进口温度为 ，出m5.2 1s0. C20口为 。试求管壁对水的对流传热系数。 （答： ）C40 12K64W解：设为湍流水的
5、定性温度 ，C324t查表得： ，1kgJ17.pc，KW680，sPa5.6，3m9与假设不符，为过度流，46107510.8.2Re du，74Pr 63pc08.Pre02.d倍，124.0. KmW17537456.13 ，98.Re8.08.0f。126. 倍倍4-6、现测定套管式换热器的总传热系数，数据如下：甲苯在内管中流动，质量流量为，进口温度为 ，出口温度为 ；水在环隙中流动，进口温度为1h50kg C0C50，出口为 。逆流流动。冷却面积为 。问所测得得总传热系数为若干？ C30 2m.（答： ）12Km7W解：甲苯的定性温度 ，628t查表得： ，1kgJ.pc，kW3.7
6、85018.3605321 tGcQp，C821Tt， ，3505.42mt。13K7.2108tAK4-7、在一套管式换热器中，内管为 的钢管，内管中热水被冷却，m08热水流量为 ，进口温度为 ，出口为 。环隙中冷却水进口温度为1h30kg C906，出口温度为 ，总传热系数 。试求：C2050 12W（1）冷却水用量； （2）并流流动时的平均温度差及所需的管子长度；（3）逆流流动时的平均温度差及所需的管子长度。（答：（1） ；（2） ， ；（3） ， ）1hkg3.6.4C0.62解： ，1CJ86.4pc221TcGtQp；12 hkg050.93G ，71Tt，C162，.30lnmt
7、，23m71.6.026918.4mtKQA；0137dL ，C45921Tt，6， ，4002mt，23m31.466918.3tKQA014dL4-8、一套管式换热器内流体的对流传热系数 ，管外流体的对121KW0流传热系数 。已知两种流体均在湍流情况下进行换热。试回答下列122mW35问题：（1）假设管内流体流动增加一倍； （2）假设管外流体流速增加二倍。 其它条件不变，试问总传热系数是原来的多少倍？管壁热阻及污垢热阻可不计。（答：（1） 倍 ；（2 ） 倍 ）37.7.1解： ，1KmW0122Km350；2K管内流速增加一倍，即 1u，因为是湍流情况下的换热，故：，74.8.0.1u
8、，12KmW32.74. ，21 5.108K；倍.75管外流速增加一倍，即 ，23u因为是湍流情况下的换热，故：，408.8.02u，12KmW.3514. ，21 6.K。倍7.64-9、有一套管式换热器，内管为 ，外管为 的钢管。m254m416内管中苯被加热，苯进口温度为 ，出口为 。流量为 。套管中为C0801h0kg的饱和水蒸气冷凝，冷凝的对流传热系数为 。已知管内kPa1.96p 2KW壁的垢阻为 ，管壁及管外侧热阻均可不计。苯的密度为 。12WK04m 38试求：（1）加热水蒸气用量；（2）管壁对苯的对流传热系数；（3）完成上述处理所需套管的有效长度。(答：（1 ） ；（2）
9、；（3） ) 1h0kg 129850.6解：苯的定性温度 ，C658t查表得： ，1J.1pc，Km40，sPa39.3，kg8下：a1.6p饱和水蒸气的饱和温度 ，汽化热 ；C6.1st 1kgJ205r 2cGrQp倍倍；11 h8.40t倍设为湍流，12sm645.085.0364Aqum与假设相符，3.719.Re d，45.08Prpc.Pre023.d；124.08.4 KmW951.7 ，C6951Tt，.3.2， ，6.396.542.mt12211 K68410.0.98 dRK，23m6.546.40mtQA.15.dL4-10、空气在预热器内从 加热至 ， 的饱和蒸汽在
10、管外冷凝，若保C0208C01持空气进出口温度不变，而将预热器内的空气流量增加 ，而预热器不更换。试通过定%2量计算来说明采用什么措施来完成新的生产任务？假定空气在管内做湍流流动，且总传热系数 约等于空气一侧的对流传热系数。 （答：管径缩小为原来管径的 倍；管长增K 95.0加为原来管长的 倍；将加热蒸气的温度升为 ）037.1.解： 故 ，Wc2QtcQp1)(2根据 ，且 ，mtS.1故可从以下三方面着手提高生产能力：增大 值，即提高 值，物性不变：空，而2.08duK空 2dVs可减小 ，,8.1Vs而 ， 不变LSmt，2.18.0.1. dtKQs而 ， ，2.1sV2.08.0.s
11、V，95.0d即管径缩小为原来管径的 倍；95.0增大 ：S由 ，故 ，因管径 不变， 也不变，dLdmt且 ，8.0sVK，2.18.0LSQs而 ， ，2.1sV037.128.0sV即管长增加为原来管长的 倍；371提高 ：mt由于 ， 不变，故只能升高加热蒸气的温度 ，此时 不改变，12 TS，8.08.0sVK，mtQ，C2.6180162ln)()( t，20mt，47.32. mt即 ，C680ln)()(T，945.2l，1即将加热蒸气的温度升为 。1.4-11、在列管换热器中，用饱和蒸汽加热原料油，温度为 的饱和蒸汽在壳程冷C061凝，原料油在管程流动并由 加热到 。操作温度
12、下油的密度为 ，C02063mkg92油在管中的平均流速为 ，换热器热负荷为 。列管换热器共有 根1sm75. kW255的管子，管长为 。若已知蒸汽冷凝系数为 ，油侧污垢2194 1K7热阻为 ，管壁和蒸汽侧污垢热阻可忽略。试求管内油侧对流传热系数2WK0.为多少？若油侧流速增加一倍，此时总传热系数为原来的 倍，试求油的出口温度，设.1油的物性常数不变。（答： ）Ct5.9 ,36212解： ，060lnmt基于管内表面总传热系数：，123 KmW950415.25 mitSQK由 01dRsiiii 即 19.75.295i；12KmW360i由原热负荷： ，502.)06(cpQ得: ,1345.1cp现热负荷：，)20(9)20(.2)0(232 tttWQcp又传热速率方程：2160ln415.597.1 ttAKmi ，2160ln243t，22 0l16)(90tt 。C5.2t
