硅酸盐工业热工基础作业问题详解32

实用文档 硅酸盐工业热工基础作业答案 2-1 解:胸墙属于稳定无内热源的单层无限大平壁 单值条件 tw1=1300C tw2=300C =450mm F=10 m 2 胸墙的平均温度 Tav＝（Tw1＋TW2）/2=（1300+300）/2=800C 根据平均温度算出导热系数的平均值 av＝0.92＋0.7x0.001 x800＝1。48w/m.c Q=F(Tw1-Tw2)/=1.48X10X（1300－300）/0.48=3.29X10 W 2－2解：窑墙属于稳定无内热源的多层平行无限大平壁 由 Q=t/R 或 q=t/ Rt 知， 若要使通过胸墙的热量相同， 要使单位导热面上的热阻相同才 行 单值条件  1＝40mm  2=250mm 1=0.13W/m.C2=0.39W/m. 硅藻土与红砖共存时，单位导热面热阻(三层) Rt1=1/1+2/2+  3/3=0.04/0.13+0.25/0.39+3/3 若仅有红砖（两层） Rt2=/2+3/3=/0.39+3/3 Rt1=Rt20.04/0.13+0.25/0.39=/0.39 得  ＝370mm,即仅有红砖时厚度应为370mm。 2—3 解：窑顶属于稳定无内热源的单层圆筒壁 单值条件 ＝230mm R1=0.85m Tw1=700C Tw2=100C 粘土砖的平均导热系数 4 av=0.835X0.58X10 X(Tw1+Tw2)/2=0.835+0.58X400X10=1.067W/m.C R2=R1+=1.08m 当 L=1 时,Q=2 33  ( Tw1-Tw2)/4Ln d21.08 =2X3.14X1.067X1X600/4Ln=4200W/m d10.85 因为 R2/R12,可近似把圆筒壁当作平壁处理， 厚度＝R2－R1，导热面积可以根据平均半径 Rav＝（R1＋R2）/2 求出。做法与 2－1 同。 2－4 解：本题属于稳定无内热源的多层圆筒壁 单值条件 1＝50W/m。C2＝0.1 W/m。C 1＝5mm  2＝95 mm Tw1=300C Tw2=50C d1=175mm d2=185mm d3=375mm 若考虑二者的热阻，每单位长度传热量 250X2  222.27W 1d21d311851375 LnLn Q=( Tw1-Tw2)X2/()=LnLn 1d12d2501750.1185 若仅考虑石棉的热阻，则 实用文档 (Tw1Tw2)X2250X2  222.31W 1d31375 LnLn 2d20.1185 可见 QQ’ ，因而在计算中可略去钢管的热阻。 Q’= 2—5 解：本题属于稳定的无内热源的多层圆筒壁 若忽略交界面处的接触热阻，每单位长度通过粘土砖的热量Q1 与通过红砖热量 Q2 相同 单值条件 d1=2m d2=2.69m d3=3.17m Tw1=1100C Tw2=80C 先假设交界处温度为 600C，则粘土转与红砖的平均导热系数 1100600 X0.000580.8351.328W /m.C 2 600＋80 av2＝X0.00051＋0.47＝0.6434W /m.C 2 2av1(1100600)2X1.328X500 Q114076W /m d2 0.2964 Ln d1 av1 2av2(60080)2X0.6434X520 Q2 12802W /m d3 0.1642 Ln d2 Q1 与 Q2 相差太大，表明假设温度不正确。重新假设交界处温度620C 则: 1100＋620 ＝1.338W/m.C 2 62080 2＝0.47＋0.0051X 0.6485W /m.C 2 1＝0.835＋0.0058X 21(Tw1620)2X1.338X480 Q113614W /m d2 0.2964 Ln d1 22(620Tw2)2X0.6485X540 Q2 13400W /m d3 0.1642 Ln d2 Q1 与 Q2 基本相等，因而交界处温度在620C 附近。 2—6 解：本题为稳定的无内热源的多层平行无限大平壁 根据一维热量方程Q  T 其模拟电路如下  Rth 实用文档 2 1 单值条件： a 1.2b  0.6c＝0.3d=0.8 W/m.C Tw1=370C Tw2=66C a=25mmb=c=75mmd=50mm a0.025d0.05  0.2083C /mRd  0.625C /m aFa1.2X0.1dFd0.8X0.1 Fb2X0.075c2X0.075 Fb Rb  2.5C /WRc  5C /W 2bFb0.6X0.1cFc0.3X0.1 Ra  Rbc  RbRc2.5X5 1.667C /W 总热阻Rb Rc2.55 R  Ra Rbc Rd  2.5C /W Tw1Tw2304 Q 121.6W R2.5  2-7 本题属于稳定的无内热源的单层无限大平壁 单值条件 Tw1=450C Tw2=50C q=340W/ m .C 2 保温层平均导热系数 av  0.094 Tw1Tw2 X0.000125 0.12525W /m.C 2 实用文档 q= av(Tw1Tw2)0.12525X400av(Tw1Tw2)  0.147m 若要使 q时，则整个中空长方体的核算面积 为 Fx=F1+4X0.54(y1+y2+y3)+8X0.15=F1+2.16(y1+y2+y3)+1.2 单值条件：y1=250mm y2=150mm y3=100mm  =230mm t1=900C t2=80C 22  0.260.23X103 t1t290080  0.260.23X103 0.3727W /m.C 22 2 Fx=2X(y1y1+y2y3+y1y3)+2.16(y1+y2+y3)+1.2 =[2X(250X150+150X100+250X100)+2.16X230(250+150+100)+1.2X230X230]X10 =(155000+248400+65480)X10 =0.46688m 根据公式２－３２Q= 2 6 6 0.3727 Fx(t1t2) X0.46688X820  620W 0.23 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 则单位长度管的传热量Q1 2(t1t2)2t  d1 LnLn(1) d1d1 实用文档 管２的传热量Q2 2 (t1t2)2t  d2 LnLn(1) d2d2 因为  d1   d2  Ln(1)  Ln(1) Q1 Q2 d1d2  因而直径大