传热习题例题
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导热必须画热路图。
1. 锅炉炉墙由三层平壁组成,内层是厚度为10.23m δ=,1 1.20/()W m K λ=⋅的耐火砖层;外层是厚30.24m δ=,30.60/()W m K λ=⋅的红砖层;两层中间填以厚度20.05m δ=,20.095/()W m K λ=⋅的石棉保温层。炉墙内侧烟气温度1511f t =℃,烟气侧对流换热的表面传热系数
K 21=35/()h W m ⋅;锅炉炉墙外空气温度222f t
=℃,空气侧对流换热的表面传热系数K 2
2=15/()h W m ⋅。试求通过该炉墙单位面积的热损失和炉墙内外表面温度和。
1w 2w t t
2 加热炉炉墙厚δ=0.3m ,导热系数λ=0.6W/(m ·K),墙外表面的发射率ε=0.8,墙外空气温度=25℃。墙外的对流换热的表面传热系数h=12W/(m f
t 2
·K),在稳态情况下测得墙外表面温度2t =50℃,周围辐射环境温度为sur T =298K ,求墙的内表面温度1t 。
解:稳态下,从炉墙内表面传出的热量必将以对流和辐射的方式散出,根据对单位表面面积的能量守恒关系可以列出:rad conv cond q q q +=代入每种传热方式相应的热流密度方程,有
)()(44222
1sur f T T T T h T T −+−=−εσδλ
对流
1. 一种润滑油以0.6m/s 的速度流过平板的上方,平板的导热系数为λ=35W/(m ·K)。油温为=60℃,平板温度f t w
t =30℃。油的物性如下:ν=16.7×10-6m 2
/s,f λ=0.123W/(m ·K),Pr=230。求在板长x=0.5m 处的局部对流换热系数,平均对流换热系数及流体在该壁面处的温度梯度0=∂∂y y t 。
解;该位置的局部Re 数为:5610517964107.165.06.0Re ×<=××==−∞νx u 是层流。
由公式
3/15
.0Pr Re 332.0x f
x L h λ==3/15.023*********.05.0123.0××× =67.1W/(m 2·K)
平均对流换热系数
3/15
.0Pr Re 664.0x f
L h λ==134.2W/(m 2·K) 由公式:0)(=∞∂∂−=−=y f w x x y t t t h q λ所以
f w x y t t h y t
λ)(0∞=−−=∂∂=32710℃/m
2 流量0.25Kg/s 的水在直径等于25mm 的圆管内流动,管壁的温度为70℃,水的入口温度为30℃,若希望其出口温度达到50℃,求必须的管长。 解;定性温度为℃402
50302"'=+=+=f f f t t t 查水的物性表得: 3/2.992m kg =ρ,)/(174.4K kg kJ c
p •=,ν=0.659×10-6m 2/s ,Pr=4.31,
λ=0.635W/(m ·K) 雷诺数为10000
19483025.014.310659.02.99225.044Re 6>=×××××===−πρννd m d u m ,
是湍流,且流体被加热。由公式λhd
Nu ==4.08.0Pr Re 023.0得:
)/(283231.419483023.0025
.0635.0Pr Re 023.024.08.04.08.0K m W d
h •=×××==λ
换热量为
W t t m c t t dl h t hA f f p f w 20870)3050(25.010174.4)
'"()(3=−×××=−=−=Δ=πΦ
所以
m t t d h l f w 7.4)3050(025.014.3283220870)
(=−×××=−=πΦ
经检验:>60,不必修正。
025.0/7.4/=d l