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乐鱼真人下载:第六章习题 - 豆丁网

发布时间:2022-07-25 10:10:55 来源:乐鱼全站app下载 作者:乐鱼真人注册
  

  汽化潜热为925kJkg乙醇蒸汽冷凝给热系数估计为1660Wm2 13WmK、绝热层λ 018WmK及普通砖λ 093WmK三层组成。炉膛 壁内壁温度1100, 普通砖层厚12cm, 其外表面温度为50。通过炉壁的热损失为1200Wm 绝热材料的耐热温度为900。求耐火砖层的最小厚度及此时绝热层厚度。 设各层间接触良好, 接触热阻可以忽略。 习题1 附图 习题2 附图 为测量炉壁内壁的温度,在炉外壁及距外壁13 厚度处设置热电偶, 测得t 。设炉壁由单层均质材料组成。 某火炉通过金属平壁传热使另一侧的液体蒸发,单位面积的蒸发速率为0048kgm 与液体交界的金属壁的温度为110。时间久后, 液体一侧的壁面上形成一层2mm 厚的污垢, 污垢导热系数λ=065Wm 设垢层与液面交界处的温度仍为110,且蒸发速率需维持不变, 求与垢层交界处的金属壁面的温度。液体的汽化热γ =2000kJkg。 为减少热损失,在外径Φ150mm 的饱和蒸汽管道外复盖保温层。已知保温材料的导热系数λ=0103+0000198t式中t 蒸汽管外壁温度为180,要求保温层外壁温度不超过50, 每米管道由于热损失而造成蒸汽冷凝的量控制在1 10 -4 kgm s以下, 问保温层厚度应为多少? 用定态平壁导热以测定材料的导热系数。将待测材料制成厚δ、直径120mm的圆形平板, 置于冷、热两表面之间。 热侧表面用电热器维持表面温度t =200。冷侧表面用水夹套冷却,使表面温度维持在t =80。电加热器的功率为400W。由于安装不当, 待测材料的两边各有一层01mm 的静止气层λ气= 0030Wm 使测得的材料导热系数λ’与真实值λ不同。不计热损失, 求测量的相对误差, 习题5附图 习题6 附图 通过中空球壁导热的热流量Q可写成如下的形式 汽化潜热为925kJkg乙醇蒸汽冷凝给热系数估计为1660Wm2 汽化潜热为925kJkg乙醇蒸汽冷凝给热系数估计为1660Wm2 汽化潜热为925kJkg乙醇蒸汽冷凝给热系数估计为1660Wm2 有一蒸汽管外径25mm, 管外包以两层保温材料, 每层厚均为 25mm。外层与内层保温材料的导热系数之比为λ 此时的热损失为Q。今将内、外两层材料互换位置,且设管外壁与外层保温层外表面的温度均不变, 则热损失为Q‵。 说明何种材料放在里层为好。对流给热 内径为53mm的管内加热苯溶液。苯的质量流速为172kgs 。苯在定性温度下的物性数据如下:μ=049mPa 在常压下用列管换热器将空气由200冷却至120,空气以3kgs 的流量在管外壳体中平行于管束流动。换热器外 壳的内径为260mm, 内有Φ2525mm 钢管38 根。求空气对管壁的给热系数。 10 油罐中装有水平蒸汽管以加热罐内重油, 重油的平均温度t =20,蒸汽管外壁温度t =120,管外径为60mm。已 知在定性温度70下重油的物性数据如下: ρ=900kgm 运动粘度ν=210-3 β=310-4 为多少?11 室内水平放置两根表面温度相同的蒸汽管, 由于自然对流两管都向周围空气散失热量。已知大管的直径为小管直径 的10 小管的GrPr=10 。试问两管道单位时间、单位面积的热损失比值为多少?冷凝给热 12 饱和温度为 100的水蒸气在长 3m、外径为 003m 的单根黄铜管表面上冷凝。铜管竖直放置, 管外壁的温度维持 96, 试求每小时冷凝的蒸汽量。 又若将管子水平放, 冷凝的蒸汽量又为多少? 热辐射 13 用热电偶温度计测量管道中的气体温度。温度计读数为 300, 03。气体与热电偶间的给热系数为60Wm 管壁温度为230。求气体的真实温度。若要减少测温误差, 应采用哪些措施? 14 功率为1kW的封闭式电炉, 表面积为005m 表面黑度090。电炉置于温度为20的室内,炉壁与室内空气的自 然对流给热系数为10Wm K。求炉外壁温度。15 盛水23kg 的热水瓶, 瓶胆由两层玻璃壁组成, 其间抽空以免空气对流和传导散热。玻璃壁镀银, 黑度002。壁面面 积为012 外壁温度20,内壁温度99。问水温下降1需要多少时间? 设瓶塞处的热损失可以忽略。 *16 两平行平板的温度分别为t =150,黑度分别为ε =090。今在两板之间插入第3块平行平板, 该板厚度极小, 两侧面A、B 面温度均一但黑度不同。当A 面朝板1, 各为多少?习题16 附图 习题17 附图 *17 试证明在定态传热过程中, 两高、低温T 片很薄的平行遮热板时如图示,传热量 减少到原来不安装遮热板时的1n+1倍。设所有平面的表面积、黑度均相等,平板之间的距离很小。 260 汽化潜热为925kJkg乙醇蒸汽冷凝给热系数估计为1660Wm2 汽化潜热为925kJkg乙醇蒸汽冷凝给热系数估计为1660Wm2 汽化潜热为925kJkg乙醇蒸汽冷凝给热系数估计为1660Wm2 传热过程计算18 热气体在套管换热器中用冷水冷却, 内管为Φ2525mm 钢管, 导热系数为45Wm K。冷水在管内湍流流动, 内管中冷水流速提高一倍,总传热系数有何变化? 环隙中热气体流速提高一倍,总传热系数有何变化? 19 Φ684mm 的无缝钢管,内通过02MPa表的饱和蒸汽。管外包30mm 厚的保温层λ=0080Wm 该管设置于温度为 20的大气中, 已知管内壁与蒸汽的给热系数α K。求蒸汽流经每米管长的冷凝量及保温层外表面的温度。20 外径12m 的球形贮罐内放-196的液氮, 罐外覆以λ=002Wm K的绝热材料以减少向大气的冷量损失。保温层 外壁的温度不低于28 以免露水凝结。大气温度为32,大气与保温层外壁的给热系数为12 罐内液氮对壁的给热热阻以及罐壁的热阻均可忽略, 计算绝热材料应有的厚度。 球壁导热公式参见题6。21 用不同的水流速度对某列管式冷凝器作了两次试验, 第一次冷凝器是新的, 第二次冷凝器已使用过一段时期之后。 试验结果如表所示: 第二次流速 1020 10 传热系数 12001860 1100 上表中传热系数均以外表面为基准。管子尺寸为Φ2825mm, 导热系数为45Wm 。水在管内流动是高度湍流,饱和 蒸汽在管外冷凝。两次实验条件相同。试求: 第一次试验中,管外给热系数α 以及当水速为2ms时管内给热系数α 试分析在相同的水流速下,两次实验的传热系数数值不同的原因, 并得出定量计算的结果。 *22 一内径为 034m 的空心球形钢壳容器, 其内壁表面温度为 38, 外壁外面用 100热水加热。钢壳的导热系数为 45Wm 试计算钢壳厚度是多少mm时传热速率达最大值? 最大传热速率 为多少? 23 某列管冷凝器内流冷却水, 管外为有机蒸汽冷凝。在新使用时冷却水的进、出口温度分别为20与30。使用一 段时期后, 在冷却水进口温度与流量相同的条件下, 冷却水出口温度降为26。求此时的垢层热阻。已知换热器的传热面为 165m 有机蒸汽的冷凝温度80,冷却水流量为25kgs。 24 某列管式加热器由多根Φ2525mm的钢管所组成, 将苯由20加热到55, 苯在管中流动, 其流量为每小时15 流速为05ms。加热剂为130的饱和水蒸汽,在管外冷凝。苯的比热C 。已知加热器的传热系数为700 试求此加热器所需管数n及单管长度l。 *25 某气体混合物比热及导热系数均未知以90kgh 的流量流过套管换热器的内管, 气体的温度由38被加热到138 。内管内径为53mm, 外管内径为78mm, 壁厚均为25mm, 管外为蒸汽冷凝使管内壁温度维持在150。已知混合气体粘 度为0027mPa 试求套管换热器的管长。*26 传热面相等的两台换热器, 用冷水将油从138冷却至93, 冷水进入第一换热器的流量为25kgs, 温度t =25,出口t =50。将此股水流中抽出062kgs水移作它用, 余下的水进入第二个换热器, 冷水出口t =65。设两个换热器的传热系数均为450 =21kJkg 。求两换热器的传热面积, 及油的流量。 习题26 附图 261 汽化潜热为925kJkg乙醇蒸汽冷凝给热系数估计为1660Wm2 汽化潜热为925kJkg乙醇蒸汽冷凝给热系数估计为1660Wm2 汽化潜热为925kJkg乙醇蒸汽冷凝给热系数估计为1660Wm2 *27用一单程列管换热器以冷凝 15kgs 的有机蒸汽, 蒸汽在管外冷凝的热阻可以忽略, 冷凝温度 60, 汽化热为 395kJkg。管束有n 根Φ2525mm 的钢管组成, 管内通入t =25的河水作冷却剂,不计垢层及管壁热阻, 试计算: L水在管内的流速可取1ms左右; 若保持上述计算所得的总管数不变,将上述换热器制成双管程投入使用, 冷却水流量及进口温度仍维持设计值, 操作时有机蒸汽的冷凝量。传热操作型计算 28 某冷凝器传热面积为 20m 用来冷凝100的饱和水蒸汽。冷液进口温度为 40, 流量 0917kgs, 比热为 4000Jkg 。换热器的传热系数K=125Wm 求水蒸汽冷凝量。29 有一套管换热器, 内管为Φ193mm, 管隙的油与管内的水的流向相反。油的流量为270kgh,进口温 度为100, 水的流量为360kgh, 入口温度为10。若忽略热损失, 且知以管外表面积为基准的传热系数K=374 试求油和水的出口温度分别为多少?30 某列管换热器用110饱和蒸汽加热甲苯, 可使甲苯由30加热至100。今甲苯流量增加50%, 在不变动设备条件下,采用何种措施以使甲苯出口温度仍维持100? 作定量计算。 *31 某套管换热器有传热面积04m 油在内管从75被冷却至65。冷却水在环隙中逆流流动,从30加热至45, 给热系数α 。内管直径φ25mm,管壁较薄, 热阻可略去不计。求该换热器能冷却的最大油量。 已知油在平均温度下的物性为λ=056Wm ;μ=18mPa s;Cp=2070Jkg *32今有一套管换热器, 冷、热流体的进口温度分别为40和100。已知并流操作时冷流体出口温度为60, 热流 体为80。试问逆流操作时热流体、冷流体的出口温度各为多少?设传热系数K均为定值。 *33 两台换热器组成的换热系统中,冷与热流体的流向及流量等均如图所示。 已知:A、B 两台换热器的传热面积, 传热系数均相等。冷流体流量等量分配。且 =90。试求:温度T, 的值分别为多少?习题33 附图 习题35 附图 非定态传热 34 某带搅拌器的夹套加热釜中盛有G kg的油品, 用120的饱和水蒸汽将油品自25加热到110需要时间为τ 将加热时间延长一倍,试问最终的油温等于多少? 设传热面积A 及传热系数K 均给定且为常数, 釜内油温各处均一。 35 如图所示的浸沉式蛇管换热器中, 蛇管内流的是水, 用以冷却槽中的液体。已知槽中盛放6000kg 的某种液体, 100开始冷却。冷却水的最初温度为20, 用水量为 1500kgh。换热面积为 。设传热系数为230 不变,且不考虑液体向空气的散热量, 槽内液体温度均一。 试求该液体冷却至60所需的时间。 262 汽化潜热为925kJkg乙醇蒸汽冷凝给热系数估计为1660Wm2 汽化潜热为925kJkg乙醇蒸汽冷凝给热系数估计为1660Wm2 汽化潜热为925kJkg乙醇蒸汽冷凝给热系数估计为1660Wm2 换热器36 今欲于下列各列管换热器中, 将某种溶液从20加热到50。加热剂进口温度为100, 出口温度为60。试求各 种情况下的平均温差。 四管程。37 有一列管换热器, 煤油走壳程。其温度由230降至120, 流量为28700kgh。壳内径为560mm, 内有Φ2525mm 的钢管70 管中心距为32mm,三角形排列。用圆缺形挡板切去高度为直径的25%, 挡板间距为300mm。试 求煤油的给热系数。 已知定性温度下煤油的物性数据如下: 38有一单壳程双管程列管换热器, 管外用 120饱和蒸汽加热, 常压干空气以 12ms 的流速在管内流过, 管径为Φ38 25mm, 总管数为200 已知空气进口温度为26,要求空气出口温度为86, 若气体处理量、进口温度、管长均保持不变,而将管径增大为φ542mm, 总管数减少20%, 此时的出口温度为多 不计出口温度变化对物性影响,忽略热损失。 39 试设计一列管式冷凝器, 用水来冷凝常压下的乙醇蒸汽。乙醇的流量为 3000kgh, 冷水进口温度为 30, 出口温度 为40。在常压下乙醇的饱和温度为78, 汽化潜热为925kJkg。乙醇蒸汽冷凝给热系数估计为1660 工业沸腾装置应在什么沸腾状态下操作?为什么? 蒸汽冷凝时为什么要定期排放不凝性气体?10 为什么低温时热辐射往往可以忽略, 而高温时热辐射则往往成为主要的传热方式? 11 影响辐射传热的主要因素有哪些? 12 为什么有相变时的对流给热系数大于无相变时的对流给热系数? 13 有两把外形相同的茶壶,一把为陶瓷的,一把为银制的。将刚烧开的水同时充满两壶。实测发现,陶壶内的水温下降比 壶中的快,这是为什么?14 若串联传热过程中存在某个控制步骤, 其含义是什么? 15 传热基本方程中, 推导得出对数平均推动力的前提条件有哪些? 16 一列管换热器,油走管程并达到充分湍流。用 133的饱和蒸汽可将油从 40加热至 80。若现欲增加 50%的油处理 有人建议采用并联或串联同样一台换热器的方法,以保持油的出口温度不低于80,这个方案是否可行?263 汽化潜热为925kJkg乙醇蒸汽冷凝给热系数估计为1660Wm2