化工基础第四章习题答案文档格式.doc
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试求包扎后热损失较原来热损失减小的百分数?
4、在φ50mm×
5mm的不锈钢管(λ1=16W·
m-1·
K-1)外包扎30mm厚的石棉(λ2=0.22W·
K-1),测得管内壁面温度为600℃,石棉外壁面温度为100℃;
试求每米管线的热损失。
若上述温差保持不变,欲使热损失减少60%,在石棉外层再包裹一层保温材料(λ3=0.07)。
问:
该保温材料的厚度应为多少?
30mm
5mm
50mm
解:
⑴管线的热损失2π
Σ[·
]
ln
r1
ri+1
1
λi
Q/L=·
Δt
2×
3.14(600-100)
[·
ln+•ln]
r2
λ1
λ2
r3
=
①管线各层半径
r1=(50-2×
5)/2=20(mm)=0.02m,
r2=r1+5×
10-3=0.025(m),r3=r2+30×
10-3=0.055(m);
②导热系数
λ1=16W·
K-1,λ2=0.22W·
K-1。
—18—
0.014+3.584
3140
ln+•ln]
20
25
16
0.22
55
③管线的热损失
Q/L==
r4-r3
=873(J·
s-1·
m-1)
⑵需加保温层的厚度
①确定管线的热损失
Q’/L=873-873×
60%
=349.2(J·
0.014+3.584+•ln
0.07
r4
②求r4
349.2=
3.598+•ln
移项整理有:
349.2×
[3.598+14.29·
ln(r4/55)]=3140
1256.4+4990·
ln(r4/55)=3140
则:
ln(r4/55)=(3140-1256.4)/4990=0.377
lnr4=0.377+ln55=0.377+4.007=4.384
即:
r4=arcln4.384=80(mm)
③确定保温材料的厚度
r4-r3=80-55=25(mm)=0.025m
9.在一列管换热器中,用水蒸气加热原油。
管子规格为Φ25mm×
2.5mm,管内原油的表面传热系数为1000W·
m-2·
K-1,管内污垢层的热阻系数Rh,1=1.5×
10-3m2·
K·
W-1;
管外水蒸气加热原油,管外水蒸气冷凝的表面传热系数为10000W·
K-1,管外污垢热阻及管壁的热阻可忽略不计,试求传热系数及各部分热阻占总热阻的百分数。
解:
基于管外表面的K2用下式计算
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