1、第五章傳熱1. 一立式加熱爐爐墻由厚150mm 的耐火材料構成，其導熱系數為入1 =1.3W/(m K)，其內外表面溫度為1100 C及240 C,試求通過爐墻損失的熱量 (W/m 2)；若外加一層25mm，/2= 0.3W/(m K)的絕熱材料，并假定爐內壁溫度仍為1100 C,而熱損失降至原來的57 %,求絕熱層外壁溫度及兩層交界面處的溫度。解: q QA皆 7453.3Wm21.3q 0.57q4248.4W/m2.Qq QA13罷陲 4248.4121.30.31b1b2解得：t3 =255.8 Cq Qq鼻轡 4248.411.3解得：t2=609.8 C2某加熱爐爐墻由耐火磚、絕熱

2、層與普通磚組成，耐火磚里側溫度為900 C,普通磚外側溫度為 50 C,各層厚度分別為：耐火磚 140mm，絕熱層(石棉灰)20mm，普通磚 280mm ;各層導熱系數：入i = 0.93W/(m K)，入2 =0.064W/(m K)，?3=0.7W/(m K)。(1)試求每m2爐墻的熱損失；(2)若普通磚的最高耐熱溫度為600 C,本題條件下，是否適宜？解：(1) qt1 t4900 50b1b2b30.140.020.28 984.9W/m解：Q UI 60.5 0.9658.08(W)0.930.0640.7(2) qt3 t4 t350b30.28984.9W/m230.7解得：t3

3、=444 C適宜3. 用平板法測定某固體的導熱系數，試件做成圓形薄板，直徑d = 120mm，厚度為Smm，與加熱器的熱表面及冷卻器的冷表面直接接觸。所傳遞的熱量(一維導熱)，用加熱器的電能消耗計算之。過程穩定時，測得加熱器電流為 0.96A，電壓為60.5V，熱電偶測得熱表面溫度ti = 180 C,冷表面t2 = 30 C；由于安裝不良，試件與冷熱表面之間各有一層0.1mm的縫隙(內有空氣)，試求:(1)忽略表面間的輻射傳熱時，因空氣縫隙引起的測試導熱系數的相對誤差。空氣在180 C及30 C時的導熱系數分別為3.78W/(m K)及2.67 W/(m K)。(2)如果計入輻射傳熱，上題的

4、誤差將有何變化，請作定性分析。A d2 0.1220.0113(m2)44忽略空氣縫隙的影響：QT/VtW竺衛匕58.080.0113解得:34.236 (W/(mK)不忽略空氣縫隙的影響:180 30tr t4b1b20.1 10 30.1 10 321A 2 A 3.78 102.6758.080.0113解得:37.778 (W/(m K)相對誤差：34.236100%9.4%37.778(2)如果計入輻射傳熱，導熱速率Q應減小，得出的導熱系數應減小，所以上題的誤差將減小。4. 當管子外徑與內徑之比d2/d 1 15mm采用某石棉絕熱物不合適。29. 某減壓餾分油在108 X4mm的鋼管

5、中流動，平均溫度為150 C,其對管內壁的給熱系數為350W/(m 2g：,周圍大氣溫度為10 C,若管壁及污垢熱阻忽略不計，試求每m管長裸管的熱損失。又若管外包一層厚 20mm，導熱系數為0.058W/(m的玻璃布,熱損失將減少至多少？(1)1T do解：Q V t)L 1i di綜合傳熱LT do(tW t)且有T 9.4 0.052(tWt)假設 tw =143.3C,代入，得9.40.052(tw2t) 9.40.052(143.3 10)16.33 W/(m 2由(1),得(T t)1 1i diT do739(W/m)(150 10)1 1 3500.116.330.108由由(2),得Q T do(tW t) 16.330.108(143.3 10)739(W/m)所以假設正確：Q 739(W/m)(T t) b d m1T do綜合傳熱do(twt)且有9.4 0.052(tW t)0.148 0.108080.127(m) , do=0.148(m)ln 00.108假設tw=36 C,代入(3),得T 9.4 0.052(tW2t) 9.4 0.052(36 10)10.75 W/(m 2由(1),得Q仃t)Lbi didm13500.1(150 10)0.02 0