1、全國高等教育自學考試指定教材電力系統及其自動化專業(獨立本科段)發電廠動力部分習題解(華北電力大學關金峰)第一章1 1、若當時當地大氣壓力為755 mmHg (1)鍋爐過熱器出口蒸汽表壓力讀數為16.8 MPa； ( 2)送風機出口壓力表讀數為350 mmH2O； ( 3)鍋爐爐膛內煙氣真空表讀數為5 mmH2O； ( 4)凝汽器真空表讀數為720 mmH；g( 5)給水泵出口壓力表讀數為20.5 MPa。試用Pa或MPaS示上述各設備的絕對壓力值？解：依題意。已知當時當地大氣壓力 Pamt=755 mmHg=133.322 755X 10-6=0.100658MPa(1)、鍋爐過熱器出口蒸汽

2、表壓力很高，近似取當時當地大氣壓力 Pam=0.1MPa,有：P=P+ Pam=16.8+0.1=16.9 MPa。(2)、P= Pamb+ Pe =0.100658+350 X 9.80665 X 10-6=0.1041 MPa。(3)、P= Pamb- P v=0.100658-5 X 9.80665 乂 10-6=0.10061 MPa。(4)、P= Pam- P v=0.100658-720 乂 133.322 乂 10-6=0.00467 MPa。(5)、二給水泵出口表壓力很高，近似取當時當地大氣壓力 Pamb=0.1MP® 有： P=P e+ Pamb=20.5+0.1=

3、20.6 MPa 。1 2、 鍋爐爐內各處通常負壓值很小，若近似按爐內絕對壓力為0.1 MPa計算，爐膛出口高溫煙氣溫度為1100，排入對流煙道沿途換熱到尾部出口時，煙溫降至120，試計算煙氣沿途放熱的體積變化？增大還是減小？解：視爐內煙氣為理想氣體，= PVm=RT,Vm= RmT/P;有：爐膛出口煙氣的體積：Vm= RmT/P=8314 X (1100+273)/100000=114.15m 3/Kmol;對流煙道尾部出口煙氣的體積：Vm= RmT/P=8314 X (120+273)/100000=32.67m 3/Kmol;煙氣體積減小；煙氣的體積減小量為：A Vm= Vm- V m2

4、=114.15-32.67=81.5m 3/Kmol。13、鍋爐每小時需要空氣量640000 Nn3(標準立方米)。已知送風機送入 的空氣經預熱器后，熱風溫度為 340C ,表壓力為170 mmHO,若當時當地大氣 壓力為760 mmHg求鍋爐每小時的實際送風量？解：視空氣為理想氣體，=PV=MRT；V= MRT/R由標準狀態下解出：MR=NPn/Tn=640000X 101325/273=237538461.5 Kg - J/(Kg - K);鍋爐每小時的實際送熱風量為：V= MRT/P=237538461.5X (340+273)/ (760X 133.322+170X9.80665)3=

5、1413812 m 4、 氣體經歷某熱力過程，對外界放出300 KJ 的熱量，并使工質內能降 低了 140 KJ。該熱力過程是膨脹過程還是壓縮過程？過程的功量是多少？ 解：依題意，: q=A u+w , w=q- A u=-300-(-140)=-160KJ。過程的膨脹功為負值，該熱力過程是壓縮過程。過程的功量為-160KJ。15、凝汽式汽輪機的進汽始值為 3458 KJ/Kg,進汽流速為50 m/s ;汽輪 機排汽始值為2428 KJ/Kg,排汽流速為150 m/s；已知蒸汽流量為360 t/h 。忽 略進出口勢能差。試求該汽輪機絕熱過程的內部功率？解：依題意，: q=(h2-hi)+(c

6、22-Ci2)/2+g(Z 2-Zi)+wi ,式中：汽輪機為絕熱過程，q=0 ；忽略進出口勢能差，g(Z 2-Z 1)=0 ； . w=(hi-h2)+(c i 2、泵只能對液態工質加壓。若給水泵入口溫度為160。試求：( 1)給水在給水泵入口至少要有多大壓力值？ ( 2)當給水泵出口壓力為22MPaH,給水處于什么狀態？( 3) 當給水定壓加熱溫度升高180時，給水處于什么狀態？(4)當加熱使給水中產生35%的蒸汽時，給水處于什么狀態？給水溫度是多少？(5)繼續定壓加熱過程，工質焓值達到多少KJ/Kg 時，其溫度開始升高？( 6)繼續定壓加熱使工質溫度上升到540時，工質具有多大的過熱度？

7、-C22)= (3458-2428) + (502-1502) /2 X 10-3=1020KJ/Kg ;.汽輪機絕熱過程的內部功率 P=D< w :. P= (360X 103/3600 ) X 1020=102000 KW( 1) 若熱機按卡諾循環工作在1100和15兩個熱源之間，每小時從高溫熱源汲取25120 KJ的熱量。試求：(1)卡諾循環熱效率？ ( 2)低溫熱源每小時接受的熱量？(3)熱機每小時的做功量？解：依題意。(1)、卡諾循環熱效率：4 Kth =1-T2/T 1=1-(15+273)/(1100+273)=79 % ;( 2) 、低溫熱源每小時接受的熱量：vq1=25

8、120 KJ, . q2=q1X (1-4 K.th尸 25120 X (1-0.79)=5275.2 KJ/Kg ;( 3) 、熱機每小時的做功量：wI= q 1-q 2=25120-5275.2=19844.8 KJ 。尺z 第二章21、已知，某300MVB組的汽輪機排汽壓力 P2=0.005MPq X2=0.95 ;試用焓熵圖確定排汽的溫度、焓、熵及比容的大小？解： 由焓熵圖上確定P2=0.005MPa， X2=0.95 的濕飽和蒸汽狀態點，讀取一組狀態參數值：t s=32.9 C ;h=2440KJ/Kg ; s=7.993KJ/(Kg K); v = 27m 解：(1)、由附表3,二

9、£=160時，Ps=0.61804MPa .給水泵入口壓力至少應大于 0.61804MPa ；(2)、二給水泵出口壓力為 22MPaM, ts=373.68 C,此時水的溫度為t =160 C, ts>t,此時為過冷水狀態；(3)、二.給水泵出口壓力為 22MPaB寸，ts=373.68C,此時水的溫度為t =160+180=340C , ts>t,此時為過冷水狀態；(4)、加熱使給水中產生35%的蒸汽時，為濕飽和蒸汽狀態；ts=373.68C。(5)、由附表2,在壓力為22MP訓，工質次t值達到2192.5KJ/Kg時，其溫 度開始升高。/Kg 。A t=t-t s=5

10、40-373.68=166.32 C。2 3、100MVWL組高壓鍋爐主蒸汽壓力 Pi= 10 MPa、t尸540 C ,給水溫度 t斤220C ； 200MWWL組超高壓鍋爐主蒸汽壓力 Pi= 13.73 MPa、t尸540 C ,給水 溫度t后220c o按定壓加熱過程，分別把上述爐內過程描述在同一幅溫一嫡圖上。 比較兩機組因定壓力不同qpre、qvap 、Qsup的變化趨勢？解：下圖是兩機組定壓加熱過程在同一幅溫一嫡圖上的描述。由圖可以看 出：qpre隨壓力升高而增大；qvap隨壓力升高而減小；Qsup隨壓力升高而增大。在T-S圖，曲線下包圍的面積表示過程熱量。對于P=10MP毗壓加熱過

11、程，有：pre=O a-b-s 2-s1 -a ；qvap=O b-c-s 3-s 2-b ；qsup=Oc-1-s 4-s 3-c ；對于R=13.73MPa定壓力口熱過程，有：pre1= a-b 1-s 11-s 1-a ；qvap1=O b1-c1 -s 12-s 11-b 1 ；qsup1=c1-11-s 13-s 12-c 1；2 4、亞臨界鍋爐中，若進入過熱器的蒸汽壓力為P=16.7 MPa, X2=0.99 ;求此時蒸汽的溫度、始值、嫡值、和比容？若將該蒸汽在過熱器內定壓加熱到 545 C ,求加熱熱量和蒸汽的過熱度？解：(1)、由附表2,在壓力為16.7MPa時：t s=350

12、.694C; h =1680.165KJ/Kg; h =2558.KJ/Kg; s =3.79267KJ/(Kg K); s =5.20197KJ/(Kg K); 33v =0.001755m/Kg; v =0.0087014m/Kg;于是有：hx=xh +(1-x)h =0.99X2558.8+(1-0.99) X 1680.165=2550KJ/Kg;sx=xs +(1-x)s =0.99X5.20197+(1-0.99) X 3.79267=5.18788 KJ/(Kg- K);vx=xv +(1-x)v =0.99 X 0.0087014+(1-0.99) X 0.001755 =0.

13、008632m3/Kg ;(2)、由附表 3,在壓力為 16.7MPa , t=545 C時：h=3416.45KJ/Kg ;加熱熱量：Q=h-h=3416.45-2550=866.45 KJ/Kg ;蒸汽的過熱度：A t=t-t s=545-350.694=194.3 C。2 5、蒸汽以Pi= 0.5 MPa、t尸230 c的狀態進入某噴管。欲使蒸汽流經該 級噴管產生A P=0.2 MPa壓力降低.。應選用什麼形式的噴管？解：:蒸汽在Pi= 0.5 MPa、t尸230 c的狀態時，是過熱蒸汽狀態，過熱蒸 汽的 B c=0.546;而 P2/Pi=0.3/0.5=0.6 >0.546;選

14、用漸縮形噴管。26、火力發電廠的公用蒸汽系統中，采用節流閥以獲取壓力、溫度不同的蒸汽。已知系統母管中蒸汽壓力為 Pi= 1 MPa , t1 = 230 C,經節流閥后蒸汽 3壓力降低到P2= 0.12 MPa,求閥后穩定界面上蒸汽的溫度及其過熱度變化？解：依題意，在h s 圖上確定蒸汽壓力為P1= 1 MPa ， t1 = 230 的狀態點1,由1點做等始過程交于P2= 0.12 MP咻壓線上2點，讀得閥后穩定界面上 蒸汽的溫度：t=211.5 .蒸汽溫度過熱度的變化：A t=t 1-t 2=230-211.5=18.5 C。2 7、汽輪機進汽控制閥前蒸汽壓力P1=14MPa ， t 1=5

15、40；汽輪機排汽壓力P2=0.005MPa已知控制閥產生的壓力降為A P=0.0357P1 MPa。忽略水泵耗功， 試比較拆除控制閥前后，理想工況下1Kg蒸汽在汽輪機內絕熱膨脹做功量大小？解：依題意由h s 圖求解如下：( 1) 、在 h s 圖上確定蒸汽壓力為P1= 14 MPa ， t1 = 540 的狀態點1，讀得 h1=3432.5KJ/Kg ;由 1 點做等嫡過程到 B=0.005MPa 讀得 h2=1988KJ/Kg; 于是有：拆除控制閥后，理想工況下1 Kg蒸汽在汽輪機內絕熱膨脹做功量為：w1=h1-h2=3432.5-1988=1444.5KJ/Kg 。(2)、二拆除控制閥前，

16、控制閥后的蒸汽壓力 P1尸R-0.0357P 1=14-0.0357 X 14=13.5MPq由hs圖上狀態點1做等始過程交于 R產13.5 MPa等壓線上11 點，讀得閥后蒸汽的hn=3432.5KJ/Kg ;由11點做等嫡過程到R=0.005MPa讀 得 h12=1995KJ/Kg;于是有：拆除控制閥前，理想工況下1 Kg蒸汽在汽輪機內絕熱膨脹做功量為：w11=h11-h 12=3432.5-1995=1437.5KJ/Kg 。(3)、拆除控制閥后比拆除控制閥前理想工況下1Kg蒸汽在汽輪機內絕熱膨脹多做功量為：Aw=w-Wn=1444.5-1437.5=7 KJ/Kg 。2 8、若機組理想

17、工況下按朗肯循環工作，新蒸汽壓力P11=4 MPa ， t 11=440， 汽輪機排汽壓力P2=4 KPa。 技術改造使新蒸汽壓力提高到P21= 9 MPa， t 21=540C,并保持P2不變。試求：改造后循環熱效率提高多少？改造前后的汽輪機排汽干度有何變化？解：依題意由h s 圖求解如下：( 1) 、在h s 圖上確定技術改造前的蒸汽壓力為P11= 4 MPa ， t11 = 440 的狀態點1,讀得hn=3310KJ/Kg;由1點做等嫡過程到P2=4KPa讀得：h12=2080KJ/Kg； x11=0.806；由附表 1, h12 =121.41KJ/Kg;于是有：改造刖的俯環熱效率：4

18、11=1-q2/q 1=(hn-h 12)/(h 11-2)=(3310-2080)/(3310-121.41)=38.575。( 2) 、在h s 圖上確定技術改造后的蒸汽壓力為P21= 9 MPa ， t21 = 540 的狀態點1,讀得h21=3485KJ/Kg;由1點做等嫡過程到P2=4KPa讀得：h22=2042KJ/Kg； x22=0.79；由附表 1, h22 =121.41KJ/Kg;于是有：改造后的俯環熱效率：22 22=1 -q2/q 1=(h21-h 22)/(h 21-h22 )=(3485-2042)/(3485-121.41)=42.9。A 4二刀 22- 4 ii

19、=42.9 %-38.575 % =4.325 % ;4) 、改造后比改造前的汽輪機排汽干度降低了：x=x22-x 11=0.79-0.806=-0.016。2 9、采用一次中間再熱循環的機組，新蒸汽壓力P1=17 MPa ， t 1=555，汽輪機排汽壓力P2= 5 KPa。 一次中間再熱蒸汽壓力Preh= 4MPa， 再熱后treh=t 1=555。試求：理想工況下該再熱循環的熱效率？解：依題意由h s 圖求解如下：在 h s 圖上確定蒸汽壓力為P1= 17 MPa ， t1 = 555 的狀態點1，讀得hi=3453KJ/Kg;由1點做等嫡過程到Preh=4MPa勺高壓缸排汽狀態點B,讀

20、得B點 高壓缸排汽始=3042 KJ/Kg ；由B點做Preh=4MPa勺定壓力口熱過程交于treh = 555 C的狀態點A,讀得A點中壓缸進汽始h 刖二3572 KJ/Kg;由A點做等嫡過程到 P2=5KPa的低壓缸排汽狀態點2,讀得2點低壓缸排汽始h2=2209 KJ/Kg；由附表1, h2 =137.77KJ/Kg；于是有：理想工況下該再熱循環的熱效率： . - / _ / _ . . ， . / 一7 th.i(reh) =(h 1-h2)+ ( h reh - h ' reh )/(h1-h 2)+ ( h reh - h ' reh )=(3453-2209)+(

21、3572-3042)/( 3453-137.77 ) +(3572-3042)=46.14。2 10、采用二級給水回熱循環系統的機組，新蒸汽壓力P1= 4 MPa， t 1=500，汽輪機排汽壓力P2= 5 KPa 。進入兩級混合式加熱器的抽汽壓力分別為P01=0.8 MPa, Po2= 0.12 MPa。系統在理想工況下工作，忽略水泵耗功，試求：(1)各級給水回熱抽汽率a 1、a 2?(2)該二級給水回熱循環熱效率4th.i(Reg) ?(3)令P1、t1、P2不變，與無給水回熱循環的熱效率“th.i作出比較。解：依題意。h s 圖上做熱力過程，分別求出下列各狀態點的參數如下：P1=4MPa

22、 ， t 1=500，h 1=3445KJ/Kg，h 01 =720.9KJ/Kg , / _ _ h 02 =434.9KJ/Kg , x 02=0.996 , / _ h 2 =137.77KJ/Kg , x 2=0.836,P01=0.8MPa，h01=2977KJ/Kg，P02=0.12MPa，h02=2605KJ/Kg，P2=5Kpa，h2=2161KJ/Kg，(1)、第一級給水回熱抽汽率a 1：二.第一級給水回熱加熱器熱平衡為：a 1 h 01+(1- a 1)h 02 =1 X h01, / /、 , /、 ，一一 一 一、 ，一 一 一、 _ _.a 1= (h01 - h02

23、 ) / (h01- h02 ) = (720.9-434.9 ) / (2977-434.9 ) =0.1125(2)、第二級給水回熱抽汽率a 2：第二級給水回熱加熱器熱平衡為：a 2 h 02+(1- a 1- a 2)h 2 =(1- a1)h°2a 2=(1- a 1) ( h02 - h 2 ) / ( h02- h 2 )=(1-0.1125)( 434.9-137.77 ) /( 2605-137.77) =0.1069(3)、排入凝汽器的蒸汽率a 0：a 0= 1- a 1- a 2=1-0.1125-0.1069=0.7806( 4) 、該二級給水回熱循環熱效率：刀

24、 th.i(Reg) = a 0 ( hh 2)+ 0C1(h 1-h 01) + 0C 2(h 1-h 02)/ ( hh 01 )=0.7806 義(3445-2161) +0.1125X(3445-2977) +0.1069 義 (3445-2605)/ ( 3445-720.9 ) =42.02。(5)、令Pi、ti、P2不變，不采用給水回熱循環時的熱效率：, 、 , /、 _ _ _ _ 、 t th.i = (hi-h2)/ (hi-h2 ) = (3445-2161) / (3445-137.77 ) =38.824% ;( 6) 、采用二級給水回熱循環和不采用給水回熱循環的熱效

25、率提高值： 刀 二4 th.i(Reg)- 4 th.i =42.02 -38.824%=3.2% 。第三章31,爐壁由厚度為250mn®火磚作內層。耐火磚內表面溫度為 1000C, 導熱系數為人=0.4664 W/( mC);外層為厚度為500mm!Ml紅磚層。紅磚層外 表面溫度為50Co紅磚的導熱系數入=0.7W/( m C)。求爐壁的導熱熱流密度 和兩磚層結合面上的溫度值？解：依題意。( 1) 、爐壁的導熱熱流密度：q=(t 1-t 2)/( 6 1/ 入 1+ 6 2/入 2)= (1000-50) / (0.25/0.4664+0.5/0.7)2=759.8W/m2 ；(

26、2) 、兩磚層結合面上的溫度值：t2= t 1- q 6 1/入 1=1000-759.8 X 0.25/0.4664=592.7 C。32,若將題3-1中的紅磚層改用人=0.01W/( m C)的水泥珍珠巖砌塊，其它條件不變，所需水泥珍珠巖砌塊至少要有多大厚度？解：依題意。由爐壁的導熱熱流密度式：q=(t 1-t 2)/( 6 1/入1+62/入2)有：5 2=(t 1-t 2)/ q- 61/入 1入=(1000-50) /759.8-0.25/0.4664 X 0.01 =0.007143m ；33,電廠主蒸汽管道外徑d1=273 mm裸管外表面溫度為540 C ,管外包 敷6 1=14

27、0mm 水泥蛭石保溫層入=0.105W/( m - C)后，再涂以6 2=15 mm的 泡沫水泥保護層入=0.192W/( m-C),使熱損失不大于442 W/m試問，該蒸 汽管道保溫層外表面溫度是否滿足不大于50 的行業標準規定？解：依題意，先確定保溫蒸汽管道各層外表面直徑：d1=0.273m；d2=d1+2 6 1=0.273+2 X 0.14=0.553m;d3=d2+2 6 2=0.553+2 乂 0.015=0.583m;試取該蒸汽管道保溫層外表面溫度等于50，則有：qi=(t 1-t 2)/ln(d 2/d 1)/ (2 兀入 1) + ln(d 3/d 2)/ (2 九入 2)=

28、(540-50) /ln(0.553/0.273)/(2X3.14 X 0.105) +ln(0.583/0.553)/(2X 3.14 X 0.192)=439.73W/m ; ql=439.73W/m< 442W/m , .該蒸汽管道保溫層外表面溫度滿足不大于50 的行業標準規定。3-4,制粉系統干燥劑方形輸送管道為 400X 400mm熱空氣平均溫度t ar=200，流速為6 m/s ，并使輸送管道內壁面保持t s=190。試求熱空氣與管壁的對流換熱系數？解：依題意。( 1) 、先確定制粉系統干燥劑方形輸送管道當量直徑：de=4f/u=4 X 0.4 2/(4 X 0.4)=0.4

29、m ;(2)、確定制粉系統干燥劑熱空氣平均溫度：tar=200C；依tar=200C由附 表 6 查取：入 ar=3.93X 10-2W/(m- C)；V ar=34.85Xl0-6m/s ；Prar=0.68Prs=0.6808(3)、確定 Rear： Re d/ v =6X0.4/34.85 X 10-6=68866.57( 4) 、選取熱空氣與管壁的對流換熱經驗公式：vRear=68866.57>1X104 ； L/d >50 ; 0.6 <(Pra=0.68) <120 ;二選取對流換熱經驗公式：NUr=0.021 Real ParQ ar/ Ps)。"

30、;( 5) 、確定熱空氣與管壁的對流換熱系數：: Nllr= a d/ 入.a =0.021 Rear"8 Pr ar (Pr ar/ Ps) 入 d=0.021 X (68866.57) 0.8 乂 ( 0.68) 0.43 乂 ( 0.68/0.6808)0.25 乂 3.93 乂10-2/0.4=12.97W/(m 2 C)。3 5， 已知發電機的氫氣冷卻器中，冷卻水的t ar=30，流過內直徑為15mm的受熱面管內時，流速為0.9 m/s ,管道內壁溫度為ts=50C,試求管內水流掠 過壁面時的對流換熱系數和冷卻器受熱面的熱流密度？解：依題意。( 1) 、先確定管道直徑：d

31、e=0.015m ；(2)、確定冷卻水平均溫度：tar = 30C；依tar=30C由附表5查取：Xar=61.8X 10-2W/(m)- C)；V ar=0.805 X 10-6m/s ；Prar=5.42Prs=3.54(3)、確定 Ra: Re d/ v =0.9 X 0.015/0.805 X 10-6=16770.19( 4) 、選取熱空氣與管壁的對流換熱經驗公式：. Rer=16770.19>1X104 ； L/d >50 ; 0.6 <(Prar=5.42) <120 ;選取對流換熱經驗公式：NUr=0.021 Rear"8 ParQ ar/ P

32、s)0"( 5) 、確定熱空氣與管壁的對流換熱系數：: Nllr= a d/ 入.a =0.021 Rear"8 Pr ar (Pr ar/ Ps) 適 入 ar/ d=0.021 X (16770.19) 0.8 X ( 5.42) 0.43 X ( 5.42/3.54)0.25 X 61.8 X10-2/0.015=4771.07W/(m 2 C )。( 6) 、計算冷卻器受熱面的熱流密度：2q=a (t s-t ar)= 4771.07 X (50-30) =95421.36 W/m。3-6,鍋爐省煤器蛇形管件由小25X 3mm£縫碳鋼管共221排并聯組成，

33、每小時向鍋爐提供320的給水400t/h ；若省煤器進水溫度為200，蛇形管內壁溫度保持320。試求水側放熱系數？解：依題意。( 1) 、先確定管道直徑和排數：d e=0.019m ；n=221 排；( 2) 、確定鍋爐省煤器蛇形管總流通截面積：s=(d e/2) 2兀 n=(0.019/2) 2X 3.14 X 221=0.062628085吊；(3)、確定水的平均溫度：tar=(t ' +t )/2=260 C；依tar=260C由監J表 5 查取：Var=1/P ar=1/781.6=0.00128m3/Kg ;；Ur=60.24Xl0-2W/(mC);V ar=0.136x10

34、-6m2/s ；Prar=0.882Prs=1.014( 4) 、確定水的平均流速： 每秒向鍋爐提供給水容積流量：V=G< Var=400X 103X 0.00128/3600=0.14216 m 3/s ;.水的平均流速： ar=V/s=0.14216/0.062628085=2.27m/s;(5)、確定 R0: Re i d/ v =2.27 X 0.019/0.136 X 10-6=317132.35( 6) 、選取水與管壁的對流換熱經驗公式：. Rer=317132.35>1X104 ； L/d >50 ; 0.6 < (Pr ar=0.882) < 12

35、0 ;二選取對流換熱經驗公式：NUr=0.021 Real ParQ ar/ Ps)。"( 5) 、確定熱空氣與管壁的對流換熱系數：: Nllr= a d/ 入.a =0.021 Rear"8 Pr ar (Pr ar/ Pr s) 0.25 入 ar/ d=0.021 X (317132.35) 0.8 X (0.882) 0.43 X (0.882/1.014) 0.25 X 60.24 X 10-2/0.019=15337.4W/(m 2 C )。3 7， 暖氣片外壁溫度為92。 表面黑度為0.8 ， 求其本身輻射熱流密度？解：依題意。E=(t 0£ (T/

36、100) 4=5.67 義 0.8 義(92+23)/100 4=805.09 W/m2 ;3-8,熱電廠用外徑d=400mm勺管道向造紙廠供熱，管道外壁面溫度為 50 C,表面黑度為0.82 ;管道封閉于1mx 1m的水泥地溝內，地溝內壁溫度為 30 ， 黑度為 0.92 。 試求： ( 1) 熱管道與地溝內壁面單位管長上的輻射換熱量？( 2)當管道進入造紙廠與地溝內壁溫度和黑度相同的大廠房內時，熱管道與大廠房之間單位管長上的輻射換熱量是多少？解：依題意。( 1) 、先確定熱管道單位管長上的換熱面積：2S1= tt dl=3.14 x 0.4 x 1=1.256m ;( 2) 、確定地溝內壁

37、面單位長度上的換熱面積：2S2=4ll=4 X1X1=4m ;( 3)熱管道與地溝內壁面單位管長上的輻射換熱量：qi.12=c/1/81+(s 1/s 2)(1/c2-1)(T1/100)4-(T2/100)4=5.67/1/0.82+(1.256/4)乂(1/0.92-1)乂(50+273)/100 4-(30+273)/100 4=111.67W/m ；( 4)當管道進入造紙廠與地溝內壁溫度和黑度相同的大廠房內時，熱管道與大廠房之間單位管長上的輻射換熱量： S2 遠大于 S1, S1/S2弋0,取 1/1/ £ 1 + (S1/S 2)(1/ £ 2-1)=£

38、 1 qi.i 2=c0 £ i (T 1/100) 11，表面式換熱器采用逆流布置方式。利用進、出口溫度為150和80 C的熱流體，將流量為 80t/h的水Cp=4.18KJ/(Kg - C)從30 c加熱到80 C-(T 2/100) 4=5.67 X 0.82 X (50+273)/100 4-(30+273)/100 4=114.17W/m ;39,汽輪機低壓抽汽管道680X 3mm。碳鋼管道導熱系數入i=53.7W/( m C)；管內蒸汽tiar=160C,蒸汽與管道內壁面上放熱系數a 1=116 W/( m2 C);裸管外敷設6 =40mrmM勺水泥珍珠巖保溫層，其導熱系

39、數入2=0.075 W/( m- C )；保溫層外表面與環境間的復合換熱系數a 2=7.6 W/( m2 - C ),若環 境溫度t2ar=30C,求10 m抽汽管長上的散熱損失？解：依題意。( 1) 、先確定保溫蒸汽管道各層外表面直徑：d1=d-2 6=0.08-2 X0.003=0.074m；d2= 0.08m；d3=d2+2 6 2=0.08+2 X 0.04=0.16m ;( 2) 、確定保溫蒸汽管道的傳熱系數：K=1/1/ a 1 兀 d1+Ln(d2/d 1)/2 兀入 1+ Ln(d 3/d 2)/2 nt 入 2+1/ a 2 兀 da=1/1/116 X 3.14 X 0.0

40、74+Ln(0.08/0.074)/2 X 3.14 X 53.7+2 Ln(0.16/0.08)/2 X 3.14 X 0.075+1/7.6 X 3.14 X 0.16=0.5647 W/(m C );( 3) 、 10 m 抽汽管長上的散熱損失：Q=KLA tn=0.5647X 10X (160-30)=734.1 W 。310,表面式換熱器總換熱面積為12n20熱流體進、出口溫度為t=150 C和tJ=87C；冷流體進、出口溫度為t2，=20C和12"=70 c。傳熱數K=46.5W/( m2 ' C)。試比較其順流和逆流布置時的傳熱量變化？解：依題意。( 1) 、先確定表面式換熱器順流布置時的傳熱溫壓：A t ma