?4.535?1?1.57?((250?273427?2734)?())?4.75kW
100100（2）查红砖?2=0.93，Φ=1，
A1?dl3.14?0.05?10???0.196，此为表3-9中的第五种情况 A24al4?0.2?10C1?2?C05.669??4.48，
111A11?0.196(?1)?(?1)0.80.93?1A2?2所以
T?T?Q1?2?C1?2?1?2A?(1)4?(2)4?100??100
273?2504273?204?4.48?1?1.57?(()?())?4744W?4.74kW100100
28、在一大车间内有一圆柱形焙烧炉，炉高6m，外径6m，炉壁内层为300mm的耐火砖，外层包有20mm的钢板，已测得炉内壁温度为320℃，车间内温度为23℃，假设由炉内传出的热量全部从炉外壁以辐射的方式散失。试求此炉每小时由炉壁散失的热量为若干？已知耐火砖??105.W/(m?K)，炉壁黑度?=0.8，钢板热阻可以不计。
提示：Tw4可用试差法求解，炉外壁温度在110-120℃之间。 解：辐射面积：
A???d外L?0.785d外???6?6?0.785?62=141.3m2
??tw?273?4?296?4?Q辐射??1C0A???????100100??????????tw?273?4??0.8?5.669?141.3????76.8? （1)
????100????tw?273?4??641?????76.8?????100??Q传导?Q1?Q2
2耐火砖圆柱热传导：
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Q1?2??6??320?tw???373??320?tw?13.0?ln1.052.68耐火砖顶部热传导：
2??l?t1?tw?1r2ln?r1
A??0.785?62?1.05?t1?tw??Q2???320?tw??99??320?tw? b0.3?Q传导?472320?tw
?? (2)
联立(1)与(2)式
??tw?273?4?641?????76.8??472??320?tw?
100???????tw?273????76.8?0.736??320?tw?
100??试差解得：tw?115℃
4?Q损失?641388.4?768.?96kW
或 Q损失?472?320?115??96.8kW
29、平均温度为150℃的机器油在?108?6mm的钢管中流动，大气温度为10℃。设油对管壁的对流传热系数为350 W/(m2?℃)，管壁热阻和污垢热阻忽略不计。试求此时每米管长的热损失。又若管外包一层厚20mm，导热系数为0.058 W/(m2?℃)的玻璃布层，热损失将减少多少？对流辐射联合传热系数?t?9.4?0.052(tw?t)W/(m?℃)。 解：在定态条件下，各串联热阻?t1/R1相等 （1）不保温时的热损失
因管壁热阻忽略不计，可认为管内、外壁温度均为tW。
??Q?1l令tw-10=?
(150?tw)(350?3.14?0.096)?tw?101[(9.4?0.052(tw?10))?3.14?0.108]
62
(140??)??319.47?10?4?(3.19?0.01764?)
于是 1.671?10??1.03??140?0 求解得：θ?133.0oC?tw?143.0oC 按管外壁散热得：
Q?(3.19?0.01764?133)?133?736W/m l2（2）若加了20mm厚的保温层后，管壁温度为tW1，保温层外壁温度为tW2。 则：
tw1?tw2tw2?10?11481ln()(9.4?0.052(tw2?10))?3.14?0.1482??0.058108(150?tw2)tw2?10??9.47?10?3?0.8651
(9.4?0.052(tw2?10))?3.14?0.148令tw?10??2，得(140??2)?10.8742Q(150?tw1)???3l9.47?10?2(4.37?0.0242?2)0.0211?2?4.82?2?140?0
解得：θ?26.1oC?tw?36.1oC 按管外壁散热得： Q(150?36.1)??130W/m l0.874热损失减少
746?130?100%?82.6%
74630、某化工厂在生产过程中，需将纯苯液体从80 ℃ 冷却到55 ℃，其流量为20000kg/h。冷却介质采用35℃ 的循环水。试选用合适型号的换热器。定性温度下流体物性列于本题附表中。
习题3-30附表
苯 循环水 密度,kg/m3 828.6 992.3 比热容,kJ/(kg·℃) 1.841 4.174 黏度,Pa·s 3.52×10-4 0.67×10-3 导热系数,kJ/(m·℃) 0.129 0.633 解 (1)试算和初选换热器的型号
63
① 计算热负荷和冷却水消耗量
20000?1.841?103?(80?55) 热负荷： Q?ms1cp1(T1?T2)??2.56?105W
3600Q2.56?105 冷却水流量：ms2???7.67 kg/s 3cp2(t2?t1)4.174?10?(43?35) ② 计算两流体的平均温度差
暂按单壳程、双管程考虑，先求逆流时平均温度差
?tm??t1??t237?20??27.6℃ ?t137lnln20?t280
43 37 55 35 20
而 P?t2?t143?35?35?0.178
T1?t180?60T1?T280?55??3.125
t2?t143?35 R?由图3-27（a）查得 ??0.94，因为??0.8，选用单壳程可行。
??0.94?27.6?25.9℃ 所以?tm折????tm③初选换热器规格
根据两流体的情况，假设K估＝450W／(㎡·℃)，传热面积A估应为
2.56?105A估???22㎡
K估?tm450?25.9Q本题为两流体均不发生相变的传热过程。为使苯通过壳壁面向空气中散热，提高冷却效果，令苯走壳程，水走管程。两流体平均温度差?50oC，可选用固定管板式换热器。由换热器系列标准，初选换热器型号为G400Ⅱ-1.6-22, 有关参数如下。
壳径/mm 公称压强/MPa 管程数 壳程数 管子尺寸/mm 实际传热面积/mm2 400 1.6 2 1 φ25×2.5 23.2 管长/m 管子总数 管子排列方法 管中心距/mm 折流档板间距/mm 折流板型式 3 102 正三角形 32 150 圆缺型
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