管国峰版化工原理课后习题答案第五章(2)

2)若管子水平放置Q25/Q50??25?t/?50?t/41/4?[(GrPr)1/d]/[(GP)2525rr50/d50]?(d50/d25)(d25/d50)3/4?(d50/d25)1/4?1.189

15）油罐中装有水平蒸汽管以加热管内重油，重油温度为20℃，蒸汽管外壁温为120℃，在定性温度下重油物性数据如下：密度为900kg/m3，比热1.88×103J/(kg·℃)，导热系数为0.175W/(m·℃)，运动粘度为2×10-6m2/s，体积膨胀系数为3×10-4 l/℃，管外径为68mm，试计算蒸汽对重油的传热速度W/m2。

解Gr??gL3?t/v2?3?10?4?9.81?0.0683?100/(2?10?6)2?2.313?107Pr?CP?/??1.88?103?900?2?10?6/0.175?19.34GrPr?4.474?108?A?0.135B?1/3???A(GrPr)b/L?265.7w/(m?0C)Q/S???t?265.7?(120?20)?26570w/m2

16）有一双程列管换热器，煤油走壳程，其温度由230℃降至120℃，流量为25000kg/h，内有φ25×2.5mm的钢管70根，每根管长6m，管中心距为32mm，正方形排列。用圆缺型挡板（切去高度为直径的25%），试求煤油的给热系数。已知定性温度下煤油的物性数据为：比热为2.6×103J/(kg·℃)，密度为710 kg/m3，粘度为3.2×10-4Pa·s，导热系数为0.131 W/(m·℃)。挡板间距，壳体内径。

解A?hD(1?d0/t)?0.24?0.48(1?25/32)?0.0252m2u?Vs/A?0.0388m/sde?4(t2??d2/4)/?d?0.027mRe?deu?/??2325Pr?CP?/??6.35???0.95??0.36?Re0.55Pr1/3?0.95/de?0.36?0.131?23250.55?6.351/3?0.95/0.027?218.3w/(m?0C)

17）饱和温度为100℃的水蒸汽在长为2.5m，外径为38mm的竖直圆管外冷凝。管外壁温度为92℃。试求每小时蒸汽冷凝量。又若将管子水平放置每小时蒸汽冷凝量又为多少。

解:ts?1000C时r?2258kJ/kg

定性温度t?960C水的物性：??0.6816W/(m?0C)??961.16kg/m3??0.2969?10?3Pa?s假定为滞流??1.13?[g?2?3r/(L??t)]1/4?1.13?[9.81?961.162?0.68163?2258/2.5?0.2969?8]1/4?6496.17W/(m?0C)Q??S(ts?tw)?6496.17??0.038?2.5?8?15510.32wW?Q/r?0.006869kg/s?24.73kg/h核算流型M?W/(?d)?0.006869/0.038??0.0575kg/m?sRe?4M/??774.67?1800(符合假设）管子水平放置：?’???0.725?(L/d)0.25/1.13?11870W/(m?0C)Q'??S(ts?tw)?11870??0.038?2.5?8?28340.94wW'?0.01255kg/s?45.18kg/h核算流型Re?1.827Re?1415.5?1800(符合假设）'

18）由φ25×2.5mm、225根长2米的管子按正方形直列组成的换热器，用1.5×105Pa的饱和蒸汽加热某液体，换热器水平放置。管外壁温度为88℃，试求蒸汽冷凝量。

解:查得P?1.5?105Pats?111.10C定性温度t?(111.1?88)/2?99.550Cr?2228.74kJ/kg??0.6820w/(m?0C)??958.7kg/m3??0.2838?10?3Pa?s??0.725?[g?2?3r/(n2/3d??t)]1/4?6486.2w/(m?0C)Q??S(t?tw)?6486.2??0.025?2?23.1?225W?Q/r?2.375kg/s

19）设有A、B两平行固体平面，温度分别为TA和TB（TA>TB）。为减少辐射散热，在这两平面间设置n片很薄的平行遮热板，设A所有平面的表面积相同，黑度相等，平板间距很小，试证明设置遮热板后A平面的散热速率为不装遮热板时的

倍。

证明：C1?2?C0/(1/?1?1/?2?1??,?不变C1?2不变设C?C1?2

放置前QA?B?CS[(TA/100)4?(TB/100)4]4放置后QA?1?CS[(TA/100)4?(T1/100）]

4Q1?2?CS[(T1/100)4?(T2/100）]?4QA?B?CS[(TA/100)4?(TB/100）]?QA?1?Q1?2?Q2?3????Qn?BQ?QA?B当传热稳定时：QA?1?Q1?2?Q2?3????Qn?B?Q'?Q/(1?n)

20）用热电偶测量管内空气温度，测得热电偶温度为420℃，热电偶黑度为

0.6，空气对热电偶的给热系数为35 W/(m·℃)，管内壁温度为300℃，试求空气温度。

解：Q??S(t?tw)?C1?2S[(T1/100)4?(T2/100)4]35(t?420)?5.67?0.6?(6.934?5.734)t?539.40C

21）外径为60mm的管子，其外包有20mm厚的绝热层，绝热层材料导热系数为0.1 W/(m·℃)，管外壁温度为350℃，外界温度为15℃，试计算绝热层外壁温度。若欲使绝热层外壁温度再下降5℃，绝热层厚度再增加多少。

解:1)?T?9.4?0.052(tw?15)?T(tw?15)?2?r2L?2??L(350?tw)Lnr2/r19.4(tw?15)?0.052(tw?15)2?0.1(350?tw)/(0.05Ln50/30)试差得：tw?910C2)?T(86?15)r2'??(350?86)/Lnr2'/r1试差得：r2?50.6mm固绝热层厚度在增加0.6mm

22）设计一燃烧炉，拟用三层砖，即耐火砖、绝热砖和普通砖。耐火砖和普通砖的厚度为0.5m和0.25m。三种砖的系数分别为1.02 W/(m·℃)、0.14 W/(m·℃)和0.92 W/(m·℃)，已知耐火砖内侧为1000℃，外壁温度为35℃。试问绝热砖厚度至少为多少才能保证绝热砖温度不超过940℃，普通砖不超过138℃。

解：（1000?34)/(0.5/1.02?b2/0.14?0.25/0.92)?(1000?t2)/(0.5/1.02)若t2?9400C解得b2?0.997m(1000?35)/(0.5/1.02?b2/1.04?0.25/0.92)?(t1?35)/(0.25/0.92) …… 此处隐藏：1037字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……