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 δ=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 λav ＝＋ x800＝1。48w/
Q=λF(Tw1-Tw2)/δ=（1300－300）/=4
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 δ1＝40mm δ2=250mm λ1= λ2=m. 硅藻土与红砖共存时，单位导热面热阻(三层) Rt1=δ1/λ1+δ2/λ2+ δ3/λ3=++δ3/λ3
若仅有红砖（两层） Rt2=δ/λ2+δ3/λ3=δ/+δ3/λ3 Rt1=⇒+=δ/
得 δ＝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 δ＝230mm R1= Tw1=700C Tw2=100C 粘土砖的平均导热系数 λav=
3-3
- R2=R1+δ=
当L=1时,Q=2λ∏( Tw1-Tw2)/4Ln
21d d =1.080.85
因为R2/R1≤2,可近似把圆筒壁
当作平壁处理，厚度δ＝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 λ1＝50W/m 。C λ2＝ W/m 。C δ1＝5mm δ2＝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
Q=( Tw1-Tw2)X2π/(12131122d d Ln Ln d d λλ+)=2502222.2711851375
501750.1185
X W
Ln Ln
π
=+ 若仅考虑石棉的热阻，则 Q ’=
(12)22502222.31131375220.1185
Tw Tw X X W d Ln Ln d ππ
λ-==
可见Q ≈Q ’，因而在计算中可略去钢管的热阻。 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= d3= 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
1100600
10.000580.835 1.328/.260080
2X0.000510.470.6434/.2
21(1100600)2 1.328500114076/20.29641
av X W m C av W m C
av X X Q W m
d Ln d λλλ+=
+=-===∏∏＋＝＋＝
2av2(60080)20.6434520
212802/30.16422
X X Q W m d Ln d λ-=
==∏∏
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:
1100620
10.8350.0058X
1.338W /.262080
20.470.0051X 0.6485/.2
m C W m C λλ+=＋＝＋＝＝＋
21(1620)2X1.338480
113614/20.29641
22(6202)20.6485540213400/30.16422Tw X Q W m
d Ln d Tw X X Q W m d Ln d λλ-=
==-===∏∏∏∏
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T
Q Rth
=
∑ 其模拟电路如下
1
2
单值条件： 1.2a λ= 0.6b λ= λc ＝ λd= W/ Tw1=370C Tw2=66C
δa=25mm δb=δc=75mm δd=50mm
0.0250.2083/1.20.1a Ra C m aFa X δλ=
== 0.05
0.625/0.80.1d Rd C m dFd X δλ=== 2F Fb = 20.075 2.5/0.60.1b X Rb C W bFb X δλ=== 20.0755/0.30.1
c X Rc C W cFc X δλ===
2.55
1.667/
2.55
RbRc X Rbc C W
Rb Rc =
==++ 总热阻 2.5/12304
121.62.5R Ra Rbc Rd C W
Tw Tw Q W
R =++=-===∑∑
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/2
保温层平均导热系数12
0.0940.0001250.12525/.2
Tw Tw av X W m C
λ+=+
= q=(12)av Tw Tw λδ
- 若要使q<340,那么要求
δ(12)
0.12525400
0.147340
av Tw Tw X m q
λ+≥
=
=
保温层厚度不得小于147mm.
