硅酸盐工业热工基础知识课后复习标准答案

1、A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2单值条件tw仁1300Ctw2=300C=450mmF=10m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av=0.92+0.7x0.001x800=1。48w/m.c4Q=F(Tw1-Tw2)/=1.48X10X(1300300)/0.48=3.29X10W2-2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1=40mm2=250mm1=0.13W/m.C2=

2、0.39W/m.硅藻土与红砖共存时，单位导热面热阻(三层)Rt仁1/1+2/2+3/3=0.04/0.13+0.25/0.39+3/3若仅有红砖(两层)Rt2=/2+3/3=/0.39+3/3Rt仁Rt20.04/0.13+0.25/0.39=/0.39得=370mm,即仅有红砖时厚度应为370mm。23解：窑顶属于稳定无内热源的单层圆筒壁单值条件=230mmR1=0.85mTw1=700CTw2=100C粘土砖的平均导热系数TOC o 1-5 h z33av=0.835X0.58X10X(Tw1+Tw2)/2=0.835+0.58X400X10=1.067W/m.CR2=R1+=1.08md

3、21.08当L=1时,Q=2(Tw1-Tw2)/4Ln=2X3.14X1.067X1X600/4Ln=4200W/m HYPERLINK l bookmark129 d10.85=R2R1，导热面积可以根据平均半1=5mm2=95mmd3=375mm因为R2/R12,可近似把圆筒壁当作平壁处理，厚度径Rav=(R1+R2)/2求出。做法与21同。24解：本题属于稳定无内热源的多层圆筒壁单值条件1=50W/m。C2=0.1W/m。CTw1=300CTw2=50Cd1=175mmd2=185mm若考虑二者的热阻，每单位长度传热量Q=(Tw1-Tw2)X21d2/(Ln1d1Ln)=Lnd25025

4、0X2185175222.27W0.1185若仅考虑石棉的热阻，则250X2222.31W1,375Ln0.1185Q;=(Tw1Tw2)X2Ln2d2可见QQ,因而在计算中可略去钢管的热阻。25解：本题属于稳定的无内热源的多层圆筒壁Q2相同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与通过红砖热量单值条件d1=2md2=2.69md3=3.17mTw仁1100CTw2=80Cav11100600X0.000580.8351.328W/m.C先假设交界处温度为600C，则粘土转与红砖的平均导热系数2600+80av2=X0.00051+0.47=0.6434W/m.C2Q22X12

5、8X50014076W/m0.2964d12av2(60080)2X0.6434X5200.1642Lnd2d2q2av1(1100600)12802W/m620C则:1=0.835+0.0058X1100+62=1.338W/m.CQ1与Q2相差太大，表明假设温度不正确。重新假设交界处温度2620802=0.47+0.0051X0.6485W/mC2Q121(Tw1620)LnWd12X1.338X48013614W/m0.29642X0.6485X5400.164213400W/m2(620Tw2),d3d2Q1与Q2基本相等，因而交界处温度在620C附近。26解：本题为稳定的无内热源的多

6、层平行无限大平壁根据一维热量方程QVT其模拟电路如下RthAATw1Tw2Tw1Tw2d=0.8W/m.Ca1.2b0.6c=0.3单值条件:Tw1=370CTw2=66CRaaFa1.2X0.10.2083C/mFbFRbb2X0.07522bFb0.6X0.1RbcRbRc2.5X51.667C/Wa=25mmb=c=75mmRbRc2.55.5C/WRcRddFdd=50mmd0.050.625C/m0.8X0.1空四55C/W0.3X0.1cFc总热阻Tw1Tw2304Q-121.6WR2.5RRaRbcRd2.5C/W2-7本题属于稳定的无内热源的单层无限大平壁单值条件Tw1=450

7、CTw2=50Cq=340W/m2.C保温层平均导热系数av0.094X0.0001250.12525W/m.CAAt2t10.147mav(Tw1Tw2)十，_,av(Tw1Tw2)0.12525X400q=若要使q时，则整个中空长方体的核算面积2=F1+2.16(y1+y2+y3)+1.2为Fx=F1+4X0.54(y1+y2+y3)+8X0.15t1t20.260.23X103-20.260.23X103900800.3727W/m.C2单值条件：y1=250mmy2=150mmy3=100mm=230mmt1=900Ct2=80CFx=2X(y1y1+y2y3+y1y3)+2.16(y

8、1+y2+y3)+1.22=2X(250X150+150X100+250X100)+2.16X230(250+150+100)+1.2X230X230X106=(155000+248400+65480)X102=0.46688m03727根据公式2-32Q=Fx(t1t2)X0.46688X820620W0.232-13解：不相同，直径大的管道热损失大本题属于稳定的无内热源的单层圆筒壁的导热设两管子的内直径分别为d1,d2，其厚度为，内外表面温度为t1,t2，导热系数为，已知d1d2则单位长度管的传热量2Q1-(t1t2)2VtLnd1d1Ln(1評AA(40.61X10)(40.61X10)

9、管2的传热量Q22(t1t2)Lnd2d22VtLn(1正)因为帀臣Ln(1帀)Ln(1拐Q1Q2因而直径大的管道热损失大.22-14设d仁10d21000Gr21000gd2t2因为其他各要素同，仅考虑两直径不同的影响Nu1=0.53Gr10.25=0.53(1000Gr2)0.250.53X5.62Gr20.255.62Nu2NuadNua=da1QNu1d15.02Nu210d20.562a2a(TwTf)FQ1a1tF10.562t10F25.62tF2因而两管子对流换热系数之比为0。562热损失比值5。622-15解：本题属于无限空间中自然对流换热单值条件d=3.0mL=10mTw=

10、68CTf=22CGr以判断流态，定性温度先判断TwTfTb=2查得17.45X106m2/SPr0.69852.8X102W/m.C另外1(1/K)318.452-16解:Tb273.1545本题属于无限空间中的自然对流换热单值条件d=0.3mTw=450CTf=50CTbTf46C先计算Gr以判断流态，定性温度TbTwTf250C62查表得V=40.61X10m/SPr=0.6774.27X102W/m.C另外Tb273500丄(1/K)t523TwTf400C于是有(GrPr)b(吓)Prb19.8X-52362X(0.3)3X4007QX0.6778.3X1010故处于层流状态查表得C

11、=0.53n=1/4定型尺寸d=0.3mAA21aC(GrPr)：4.27X10X0.53(8.3X107)47.2(W/m2)d0.3每米管道上的对流散热量为qla(TwTf)FI7.2X(45050)XX0.32714W/m2-17解：本题属于有效空间中的自然对流换热热面在上面与下面时，其当量导热系数不同，要分别考虑单值条件=20mmTw1=130CTw2=30C1/KTOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark92 Tw1Tw211夹层中空气的平均温度Tf=80C227380353t13030Tw1Tw2100C按80C查得空气的物性参数3.05X102W/m.C

12、21.09X106Pr0.6923)计算Grf4.9984X109.81X(0.02)X100、，1(21.09X106)2353属于层流，且热平面在下面1e二40254)求e0.195Gr40.195X(4.9984X10)2.91622e2.9162.916X3.05X108.89X10W/m.C5)计算对流换热量etX1000.02445W/m2热面在上边与上同2-18解：本题属于流体在管内流动时的换热单值条件t=20CW=1.28m/sd=0.118m查表得2.59X102W/m.C6215.06X10m/S计算Refwd1.28X0.11815.06X106100290.850.85

13、得Nuf0.0146Ref0.0146X(10029)34.76Nufd34.76X2.59X100.1188.07W/m.C2-20解：本体属于流体强制在管内流动时的换热单值条件w=10m/sd=0.05mL=1.75mTw=150CTf=100C查表得23.13X106m2/S23.21X10N/m.CPr=0.688Ref=10X0.0523.13X10621617Prf根据2-66式Nuf。.初*严気严计算0.80.43xx/0.25Nuf0.021X21617X0.688X()因为=0.021X2936.5X0.851=52.5L/d=3550因而查表得修正系数INuf|0.0321

14、X52.5“LX1.03d0.051.0334.7W/m2.Cgl3t于是有(GrPr)b(g2)Prb9.8X1X33X46318.15X0.69858.77X10101010(17.45X106)2故处于湍流状态查表得c=0.12n=1/3定性尺寸d=3ma=c(GrPr)：d212.8X100.12(8.771010)34.98W/m2gC2271）解：根据斯蒂芬一波尔茨曼定律可求得820=5.67X10-W/mKT1=293.15KT2=873.15K0.8E1E1,0T140.85.67108293.154335W/m2E2E2,00.85.67108873.1542.636104W

15、/m22）由于112上，反之亦然列方程组G2=J1=G2=j1=J2=G1可看作A，因而R10.2E1,0RG1J1即J2E1,0rj2E2,0RG2E2,0RJ1E1,0RE2,0RJ1,E1,0RE2,03350.226360所辐射出的总能量全部投射在0,平面1J1J2化简得J1因而J1=G2,0,22R20.9632103W/m2同理得J2=E2,0RJ1263600.258402.75104W/3）净辐射热量Enet1J1J2584027500Enet2J2J12750058402.17104W/m22.17104W/m22281）当在两平面间放置一块黑度为0.8得蔗热板时，其净辐射热

16、量为原来的一半421.08X10W/mcT14273.1520E10C05.669X418W/m2100100GT244600273.15E20C05.669X32950W/m2100100其辐射网络见课本Qnet1,2=12E10E2013131=132=123=1112111130.8时12=113X4-230.8Qnet1,2=12E10-E20当30.05时12=1-X418312329501.08X103W/m21_22_240.50.80.05Qnet1,212E10-E20X(41840.532950)803W/m22-29解：裸气管放在空气中，由于所辐射的能量全部为空气吸收，因

17、而空气可以近似看作黑体1121F0.3m2Qnet1212C0丄1100T210012F1CO4T1112-121100412F11001C0需T2100F10.8X5.669X440273.1510041027315X0.31000.8X5.669X2522.3X0.310780W/m22301）解：在周围安装遮热管，起到了防止热量散失的功能，其中10.82130.82131321F20.4其热阻网络结构见课本TOC o 1-5 h zT142E10C014663W/m21004 HYPERLINK l bookmark102 T22E20C0365W/m2100Qnet12E10E201_

18、111_3121F113F13F332F3E10E20F113X313114663365X0.310.80.80.750.75X20.180.825783W/m解：太阳光射到平板上，平板吸收并向空气中辐射，由于平板温度恒定，因而吸收的能量与平板与空气之间的辐射换热量同T1为平板温度231解：太阳光射到平板上，平板吸收并向空气中辐射，由于平板温度恒定，因而吸收的能量与平板与空气之间的辐射换热量同T1为平板温度1）当10.1400.90时T2=25C1E00C04T14T2100100AA25325344T1298.150.14X7000.9X5.669100100解得T242CTOC o 1-5 h z2）当0.9600.95时44 HYPERLINK l bookmark100 T1T22E0=0