1、【2-1】一食品冷藏室由內(nèi)層為19 mm厚的松木，中層為軟木層，外層為51 mm厚的混凝土所組成。內(nèi)壁面溫度為-17.8 ,混凝土外壁面溫度為29.4 。松木、軟木和混凝土的平均熱導(dǎo)率分別為0.151,0.043 3,0.762 W/(m·K)，要求該冷藏室的熱損失為15W/m2。求所需軟木的厚度及松木和軟木接觸面處的溫度。 解：三層平壁的導(dǎo)熱。1）所需軟木的厚度由 得 解得： 2）松木和軟木接觸面處的溫度 由 解得：解題要點(diǎn)：多層平壁熱傳導(dǎo)的應(yīng)用。【2-2】為減少熱損失，在外徑為150 mm的飽和蒸汽管道外加有保溫層。已知保溫材料的熱導(dǎo)率=0.103+0.000 198 T(式中T

2、為),蒸汽管外壁溫度為180 ,要求保溫層外壁溫度不超過50 ,每米管道由于熱損失而造成蒸汽冷凝的量控制在1×10-4 kg/(m·s)以下,問保溫層厚度應(yīng)為多少?(計(jì)算時可假定蒸汽在180 下冷凝)。解：保溫層平均熱導(dǎo)率為： 由于本題已知的是蒸汽管道外壁面溫度，即保溫層內(nèi)壁面溫度，故為一層導(dǎo)熱。由 得： （1）式中：將其及其它已知數(shù)據(jù)代入式（1）得：解得：解題要點(diǎn)：單層圓筒壁熱傳導(dǎo)的應(yīng)用。【2-8】烤爐內(nèi)在烤一塊面包。已知爐壁溫度為175 ，面包表面的黑度為0.85,表面溫度為100 ,表面積為0.064 5 m2，爐壁表面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于面包表面積。求烤爐向這塊面包輻射傳遞的

3、熱量。解：兩物體構(gòu)成封閉空間，且，由下式計(jì)算輻射傳熱量： 負(fù)號表示爐壁向面包傳遞熱量。解題要點(diǎn)：輻射傳熱的應(yīng)用，兩個灰體構(gòu)成的封閉空間。【2-10】在逆流換熱器中，用初溫為20 的水將1.25 kg/s的液體比熱容為1.9 kJ/(kg·K)、密度為850 kg/m3由80 冷卻到30 。換熱器的列管直徑為25 mm×2.5 mm,水走管內(nèi)。水側(cè)和液體側(cè)的對流傳熱系數(shù)分別為850 W/（m2·K）和1 700W/（m2·K）,污垢熱阻可忽略。若水的出口溫度不能高于50 ，求水的流量和換熱器的傳熱面積。解：傳熱量為 又 即冷水流量為。取管壁的熱導(dǎo)率 ，則有

4、傳熱面積由下式計(jì)算： （1） 熱流體： 冷流體： 將已知值代入式（1），得：解題要點(diǎn)：能量平衡方程與傳熱速率方程的綜合應(yīng)用。【2-11】在一單程列管換熱器中用飽和水蒸氣加熱食用油。溫度為160 的飽和蒸汽在殼程冷凝，冷凝液在飽和溫度下排出。食用油在管程流動，并由20 加熱到106 。列管換熱器尺寸為：列管直徑為19 mm×2 mm、管長為4 m，共有25根管子。若換熱器的傳熱量為125 kW，蒸汽冷凝傳熱系數(shù)為7 000 W/（m2·K）,油側(cè)污垢熱阻為0.000 5 m2·K/W,管壁熱阻和蒸汽側(cè)污垢熱阻可忽略,求管內(nèi)油側(cè)對流傳熱系數(shù)。又若油的流速增加一倍，此時

5、若換熱器的總傳熱系數(shù)為原來的1.75倍,求油的出口溫度。假設(shè)油的物性不變。解：（1）管內(nèi)油側(cè)的對流傳熱系數(shù)對數(shù)平均溫差： 水蒸汽： 食用油： 傳熱面積：總傳熱系數(shù)： 而 解得： （2）油的流速加倍后的出口溫度由 得： 即 解得：解題要點(diǎn)：能量平衡方程與傳熱速率方程的綜合應(yīng)用。【2-12】在列管換熱器中用冷水冷卻油。水在直徑為19 mm×2 mm的列管內(nèi)流動。已知管內(nèi)水側(cè)對流傳熱系數(shù)為3 490 W/（m2·K）,管外油側(cè)對流傳熱系數(shù)為258 W/(m2·K)。換熱器在使用一段時間后，管壁兩側(cè)均有污垢形成，水側(cè)污垢熱阻為0.000 26 m2·K/W,油側(cè)

6、污垢熱阻為0.000 176 m2·K/W。管壁的熱導(dǎo)率為45 W/（m·K）。求：（1）基于管外表面積的總傳熱系數(shù)；（2）產(chǎn)生污垢后熱阻增加的百分?jǐn)?shù)。解：以外表面為基準(zhǔn)。 （1）基于管外表面的總傳熱系數(shù)產(chǎn)生污垢前的總熱阻：（2）產(chǎn)生污垢后熱阻增加的百分?jǐn)?shù)%產(chǎn)生污垢后的總熱阻：解題要點(diǎn)：傳熱系數(shù)的計(jì)算。【2-13】在套管換熱器中采用并流的方式用水冷卻油。水的進(jìn)、出口溫度分別為15 和40 ，油的進(jìn)、出口溫度分別為150 和100 。現(xiàn)因生產(chǎn)任務(wù)要求油的出口溫度降至80 ，假設(shè)油和水的流量、進(jìn)口溫度及物性均不變，且仍為并流，換熱器除管長外，其他尺寸不變，若原換熱器的管長為1 m，求現(xiàn)在需要的管長。設(shè)換熱器的熱損失可忽略。解：熱量衡算（忽略熱損失）：情況改變前： （1）情況改變后： （2）（2）/（