第四版传热学第一、二章习题解答(18)

传热学第一、二章习题-解答 杨世铭-陶文铨第四版

代入数据得到 d2＝0.314mm 所以

d2 d1

107mm2

2-15 外径为50mm的蒸气管道外，包覆有厚为40mm平均导热系数为0.11W/(m.K)的煤灰

泡沫砖。绝热层外表面温度为50℃，试检查矿棉渣与煤灰泡沫砖交界面处的温度是否超过允许值？又。增加煤灰泡沫砖的厚度对热损失及交界面处的温度有什么影响？蒸气管道的表面温度取为400℃。

解：由题意多层蒸气管总热流量

Z

2 l t1 t2

lnd1d2/ 1 lnd3d2/ 2

W 代入数据得到 Z 168.25

由附录知粉煤灰泡沫砖材料最高允许温度为300℃ 由此设在300℃时

2 l t1 t2

1 72.33W

lnd1d2/ 12 l t1 t2

2 358.29W

lnd3d2/ 2

z 12因为

所以不会超过允许温度。当增加煤灰泡沫砖的厚度会使热损失增加，从而边界面处温度下降。

3

2-16 一根直径为3mm的铜导线，每米长的电阻为2.22 10 。导线外包有厚为1mm导

热系数为0.15W/(m.K)的绝缘层。限定绝缘层的最高温度为65℃，最低温度为0℃。试确定在这种条件下导线中允许通过的最大电流。

Q 2 l q

解：根据题意有：

2

2 l(t1 t2)2 1 0.15 65 0 119.8Wln(r2/r1)ln2.5/1.5

119.86 IR

解得：I 232.36A

2-17 一蒸汽锅炉炉膛中的蒸发受热面管壁受到温度为1000℃的烟气加热，管内沸水温度为200℃，烟气与受热面管子外壁间的复合换热表面传热系数为100W/(m.K)，沸水与内壁间的表面传热系数为5000W/(m.K)，管壁厚6mm，管壁 42W/(m.K)，外径为52mm。试计算下列三种情况下受热面单位长度上的热负荷： （1） 换热表面是干净的；

（2） 外表面结了一层厚为1mm的烟灰，其 0.08W/(m.K)； （3） 内表面上有一层厚为2mm的水垢，其 1W/(m.K)。 解：

⑴

2

2

2 l(t1 t2)2 1 1000 200 12532.98W

ln(r2/r1)1ln52/40111

5000 0.02420.026 100r1h1 1h2r2

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