硅酸鹽工業(yè)熱工基礎(chǔ)知識課后復(fù)習(xí)標準答案

1、A硅酸鹽工業(yè)熱工基礎(chǔ)作業(yè)答案2-1解:胸墻屬于穩(wěn)定無內(nèi)熱源的單層無限大平壁2單值條件tw仁1300Ctw2=300C=450mmF=10m胸墻的平均溫度Tav=(Tw1+TW2)/2=(1300+300)/2=800C根據(jù)平均溫度算出導(dǎo)熱系數(shù)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：窯墻屬于穩(wěn)定無內(nèi)熱源的多層平行無限大平壁由Q=t/R或q=t/Rt知，若要使通過胸墻的熱量相同，要使單位導(dǎo)熱面上的熱阻相同才行單值條件1=40mm2=250mm1=0.13W/m.C2=

2、0.39W/m.硅藻土與紅磚共存時，單位導(dǎo)熱面熱阻(三層)Rt仁1/1+2/2+3/3=0.04/0.13+0.25/0.39+3/3若僅有紅磚(兩層)Rt2=/2+3/3=/0.39+3/3Rt仁Rt20.04/0.13+0.25/0.39=/0.39得=370mm,即僅有紅磚時厚度應(yīng)為370mm。23解：窯頂屬于穩(wěn)定無內(nèi)熱源的單層圓筒壁單值條件=230mmR1=0.85mTw1=700CTw2=100C粘土磚的平均導(dǎo)熱系數(shù)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當(dāng)L=1時,Q=2(Tw1-Tw2)/4Ln=2X3.14X1.067X1X600/4Ln=4200W/m HYPERLINK l bookmark129 d10.85=R2R1，導(dǎo)熱面積可以根據(jù)平均半1=5mm2=95mmd3=375mm因為R2/R12,可近似把圓筒壁當(dāng)作平壁處理，厚度徑Rav=(R1+R2)/2求出。做法與21同。24解：本題屬于穩(wěn)定無內(nèi)熱源的多層圓筒壁單值條件1=50W/m。C2=0.1W/m。CTw1=300CTw2=50Cd1=175mmd2=185mm若考慮二者的熱阻，每單位長度傳熱量Q=(Tw1-Tw2)X21d2/(Ln1d1Ln)=Lnd25025

4、0X2185175222.27W0.1185若僅考慮石棉的熱阻，則250X2222.31W1,375Ln0.1185Q;=(Tw1Tw2)X2Ln2d2可見QQ,因而在計算中可略去鋼管的熱阻。25解：本題屬于穩(wěn)定的無內(nèi)熱源的多層圓筒壁Q2相同若忽略交界面處的接觸熱阻，每單位長度通過粘土磚的熱量Q1與通過紅磚熱量單值條件d1=2md2=2.69md3=3.17mTw仁1100CTw2=80Cav11100600X0.000580.8351.328W/m.C先假設(shè)交界處溫度為600C，則粘土轉(zhuǎn)與紅磚的平均導(dǎo)熱系數(shù)2600+80av2=X0.00051+0.47=0.6434W/m.C2Q22X12

5、8X50014076W/m0.2964d12av2(60080)2X0.6434X5200.1642Lnd2d2q2av1(1100600)12802W/m620C則:1=0.835+0.0058X1100+62=1.338W/m.CQ1與Q2相差太大，表明假設(shè)溫度不正確。重新假設(shè)交界處溫度2620802=0.47+0.0051X0.6485W/mC2Q121(Tw1620)LnWd12X1.338X48013614W/m0.29642X0.6485X5400.164213400W/m2(620Tw2),d3d2Q1與Q2基本相等，因而交界處溫度在620C附近。26解：本題為穩(wěn)定的無內(nèi)熱源的多

6、層平行無限大平壁根據(jù)一維熱量方程QVT其模擬電路如下RthAATw1Tw2Tw1Tw2d=0.8W/m.Ca1.2b0.6c=0.3單值條件: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總熱阻Tw1Tw2304Q-121.6WR2.5RRaRbcRd2.5C/W2-7本題屬于穩(wěn)定的無內(nèi)熱源的單層無限大平壁單值條件Tw1=450

7、CTw2=50Cq=340W/m2.C保溫層平均導(dǎo)熱系數(shù)av0.094X0.0001250.12525W/m.CAAt2t10.147mav(Tw1Tw2)十，_,av(Tw1Tw2)0.12525X400q=若要使q時，則整個中空長方體的核算面積2=F1+2.16(y1+y2+y3)+1.2為Fx=F1+4X0.54(y1+y2+y3)+8X0.15t1t20.260.23X103-20.260.23X103900800.3727W/m.C2單值條件：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根據(jù)公式2-32Q=Fx(t1t2)X0.46688X820620W0.232-13解：不相同，直徑大的管道熱損失大本題屬于穩(wěn)定的無內(nèi)熱源的單層圓筒壁的導(dǎo)熱設(shè)兩管子的內(nèi)直徑分別為d1,d2，其厚度為，內(nèi)外表面溫度為t1,t2，導(dǎo)熱系數(shù)為，已知d1d2則單位長度管的傳熱量2Q1-(t1t2)2VtLnd1d1Ln(1評AA(40.61X10)(40.61X10)

9、管2的傳熱量Q22(t1t2)Lnd2d22VtLn(1正)因為帀臣Ln(1帀)Ln(1拐Q1Q2因而直徑大的管道熱損失大.22-14設(shè)d仁10d21000Gr21000gd2t2因為其他各要素同，僅考慮兩直徑不同的影響Nu1=0.53Gr10.25=0.53(1000Gr2)0.250.53X5.62Gr20.255.62Nu2NuadNua=da1QNu1d15.02Nu210d20.562a2a(TwTf)FQ1a1tF10.562t10F25.62tF2因而兩管子對流換熱系數(shù)之比為0。562熱損失比值5。622-15解：本題屬于無限空間中自然對流換熱單值條件d=3.0mL=10mTw=

10、68CTf=22CGr以判斷流態(tài)，定性溫度先判斷TwTfTb=2查得17.45X106m2/SPr0.69852.8X102W/m.C另外1(1/K)318.452-16解:Tb273.1545本題屬于無限空間中的自然對流換熱單值條件d=0.3mTw=450CTf=50CTbTf46C先計算Gr以判斷流態(tài)，定性溫度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(嚇)Prb19.8X-52362X(0.3)3X4007QX0.6778.3X1010故處于層流狀態(tài)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每米管道上的對流散熱量為qla(TwTf)FI7.2X(45050)XX0.32714W/m2-17解：本題屬于有效空間中的自然對流換熱熱面在上面與下面時，其當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)不同，要分別考慮單值條件=20mmTw1=130CTw2=30C1/KTOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark92 Tw1Tw211夾層中空氣的平均溫度Tf=80C227380353t13030Tw1Tw2100C按80C查得空氣的物性參數(shù)3.05X102W/m.C

12、21.09X106Pr0.6923)計算Grf4.9984X109.81X(0.02)X100、，1(21.09X106)2353屬于層流，且熱平面在下面1e二40254)求e0.195Gr40.195X(4.9984X10)2.91622e2.9162.916X3.05X108.89X10W/m.C5)計算對流換熱量etX1000.02445W/m2熱面在上邊與上同2-18解：本題屬于流體在管內(nèi)流動時的換熱單值條件t=20CW=1.28m/sd=0.118m查表得2.59X102W/m.C6215.06X10m/S計算Refwd1.28X0.11815.06X106100290.850.85

13、得Nuf0.0146Ref0.0146X(10029)34.76Nufd34.76X2.59X100.1188.07W/m.C2-20解：本體屬于流體強制在管內(nèi)流動時的換熱單值條件w=10m/sd=0.05mL=1.75mTw=150CTf=100C查表得23.13X106m2/S23.21X10N/m.CPr=0.688Ref=10X0.0523.13X10621617Prf根據(jù)2-66式Nuf。.初*嚴気嚴計算0.80.43xx/0.25Nuf0.021X21617X0.688X()因為=0.021X2936.5X0.851=52.5L/d=3550因而查表得修正系數(shù)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故處于湍流狀態(tài)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：根據(jù)斯蒂芬一波爾茨曼定律可求得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，反之亦然列方程組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所輻射出的總能量全部投射在0,平面1J1J2化簡得J1因而J1=G2,0,22R20.9632103W/m2同理得J2=E2,0RJ1263600.258402.75104W/3）凈輻射熱量Enet1J1J2584027500Enet2J2J12750058402.17104W/m22.17104W/m22281）當(dāng)在兩平面間放置一塊黑度為0.8得蔗熱板時，其凈輻射熱

16、量為原來的一半421.08X10W/mcT14273.1520E10C05.669X418W/m2100100GT244600273.15E20C05.669X32950W/m2100100其輻射網(wǎng)絡(luò)見課本Qnet1,2=12E10E2013131=132=123=1112111130.8時12=113X4-230.8Qnet1,2=12E10-E20當(dāng)30.05時12=1-X418312329501.08X103W/m21_22_240.50.80.05Qnet1,212E10-E20X(41840.532950)803W/m22-29解：裸氣管放在空氣中，由于所輻射的能量全部為空氣吸收，因

17、而空氣可以近似看作黑體1121F0.3m2Qnet1212C0丄1100T210012F1CO4T1112-121100412F11001C0需T2100F10.8X5.669X440273.1510041027315X0.31000.8X5.669X2522.3X0.310780W/m22301）解：在周圍安裝遮熱管，起到了防止熱量散失的功能，其中10.82130.82131321F20.4其熱阻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)見課本TOC o 1-5 h zT142E10C014663W/m21004 HYPERLINK l bookmark102 T22E20C0365W/m2100Qnet12E10E201_

18、111_3121F113F13F332F3E10E20F113X313114663365X0.310.80.80.750.75X20.180.825783W/m解：太陽光射到平板上，平板吸收并向空氣中輻射，由于平板溫度恒定，因而吸收的能量與平板與空氣之間的輻射換熱量同T1為平板溫度231解：太陽光射到平板上，平板吸收并向空氣中輻射，由于平板溫度恒定，因而吸收的能量與平板與空氣之間的輻射換熱量同T1為平板溫度1）當(dāng)10.1400.90時T2=25C1E00C04T14T2100100AA25325344T1298.150.14X7000.9X5.669100100解得T242CTOC o 1-5 h z2）當(dāng)0.9600.95時44 HYPERLINK l bookmark100 T1T22E0=0