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硅酸盐工业热工基础习题
习题【2-1】
【解】查表知硅砖的导热系数λ= 0.92 + 0.7×10-3 t W/(m.oC)
硅砖的平均导热系数
λ = 0.92 + 0.7×10-3 tav = 0.92 + 0.7×10-3 ×800 = 1.48 W/(m.oC)
习题【2-2】
【解】设硅藻土砖的厚度和导热系数分别为δ1,λ1
红砖的厚度和导热系数分别为δ2,λ2
δ2
用红砖替代硅藻土后,要保持炉墙的散热量不变,即保持炉墙的热阻不变
替换前,炉墙热阻,替换后,炉墙热阻
令R1=R2,得,则
习题【2-3】
【解】该拱形窑顶的导热可以视为1/4单层圆筒壁的导热
查表知耐火粘土砖的导热系数λ= 0.835+ 0.58×10-3 t W/(m.oC)
硅砖的平均导热系数
λ = 0.835 + 0.58×10-3 tav = 0.835 + 0.58×10-3 ×400 = 1.067 W/(m.oC)
习题【2-4】
【解】该管道的导热为双层圆筒壁的导热,可用公式进行计算,其中t1=300oC,t3=50oC;
λ1=50 W/(m.oC),λ2=0.1 W/(m.oC);
r1=0.0825 m,r2=0.0875 m,r3=0.1825 m。
每米管长的散热损失
钢管的热阻可以忽略不计,因为钢管的热阻远小于石棉的热阻。
钢管的热阻
石棉的热阻
习题【2-5】【解】设内表面温度为t1,交界面处温度为t2,外表面温度为t3,则通过粘土砖和红砖的传热量应相等。即Q1=Q2,展开有
即 (1)
查表得 λ1 = 0.835+ 0.58×10-3 t W/(m.oC)
λ2 = 0.47+ 0.51×10-3 t W/(m.oC)
带入(1)中,得
求解,可得t2=624.6 oC
习题【2-8】【解】该砌砖结构可以等效为如下图1,其模拟电路图如图2所示
图1 砌砖等效结构示意图 图2 模拟电路图
所以通过砌砖的导热量
【2-13】【解】:不相同,直径大的管道热损失大本题属于稳定的无内热源的单层圆筒壁的导热设两管子的内直径分别为d1,d2,其厚度为,内外表面温度为t1,t2,导热系数为,已知d1d2
则单位长度管1的传热量
单位长度管2的传热量
∵ d1d2∴ ∴ ∴ Q1Q2
即直径大的管道热损失大.
设两管的直径分别为d1,d2,则d1=10d2。
∵ 两根管子的GrPr值均在103~109之间,查表2-6可得流体的流动状态为层流,相应的系数C=0.53,指数n=1/4。
∴
又因两管内外温度相同,因此定性温度相同,即值相同,则有
∵
∴
根据牛顿冷却定律,有
【2-16】
【解】该题属于无限空间自然对流换热
定性温度
查表(p395附录五)可得250oC时空气的物性参数为
……………计算(GrPr)b值以判断流态
查表2-6可知,流体的流态为层流,相应的准数方程为:
对流换热系数
每米管长的对流换热量
查表(p395附录五)可得80oC时空气的物性参数为
查表2-7可知,流体的流态为层流,其当量导热系数可由下式计算:
对流换热量
(2)当热面在上边,冷面在下边时,夹层内空气热量的传递仅靠导热的方式,其导热量
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