⑵ 洗涤时间
Ve = qe×A = 0.01×49.86 = 0.4986 由 （dv/ dθ）Ww= KA2 /8（θ+θe）得
洗涤速率 = 5×10-5×（49.86）2/ 8×（7.79 + 0.4986） = 187.46×10-5
清水体积 ：7.79/10 = 0.779
洗涤时间 ：0.779/187.46×10-5 = 416s
生产总时间T = 551 + 416 + 15×60 = 1867 s
生产能力 Q = 3600 V总 / T = 3600×0.6233/ 1867 = 1.202 m3/h
13.某悬浮液中固相质量分率为9.3%，固相密度为3000kg/m3，液相为水。在一小型压滤机中测得此悬浮液的物料特性常数k=1.1×10-4m2（s?atm），滤饼的空隙率为40%。现采用一台GP5-1.75型转筒真空过滤机进行生产（此过滤机的转鼓直径为1.75m，长度为0.98m，过滤面积为5m2，浸没角度为120o），转速为0.5r/min，操作真空度为80.0kPa。已知滤饼不可压缩，过滤介质可以忽略。试求此过滤机的生产能力及滤饼厚度。
解：形成的1m 的滤饼中含液相： 0.4 m3 固相： 0.6 m3
设产生1m3 的滤饼可以得到m0 ，Kg（V0 ，m3）的滤液，则 0.093 = 0.6×3000/（0.6×3000 + 0.4×103 + m0 ） ∴ m0 = 17154.84 Kg 滤液的密度按水的密度考虑 V0 = 17.155 m3
由K = 2k△P得过滤常数 K = 2×1.1×10-4×80.1/101.5 = 17.36×10-5
过滤机每转一周的过滤时间
θ= 60ψ/n = 60×120/0.5×360 = 40 s ∵介质阻力忽略 ∴Ve = 0 ，θe = 0 ∴转筒每转一周所的滤液体积
V液 = （KA2θ）1/2 = （17.36×52×40）1/2= 0.4167 m3 生产能力 Q = nV = 0.5×60×0.4167 = 12.51 m3/ h 每转一周所得的滤饼的体积
V饼 = 0.4167/17.155 = 0.02429 m3 滤饼的厚度
δ= V饼 /A = 0.02429/5 = 0.00486 m = 4.86 mm 第四章 传热
1. 平壁炉的炉壁由三种材料组成，其厚度导热系数列于本题附表中：若耐火砖层内表面的温度t1为1150℃，钢板外表面温度t4为30℃，又测得通过炉臂的热损失为300W/m2，试计算导热的热通量。若计算结果与实测的热损失不符，试分析原因和计算附加热阻。
序 号 材料 厚度，mm 导热系数，w/（m·℃）
1（内层） 耐火砖 200 1.07
2 绝缘砖 100 0.14 3 钢 6 45 解：提取表中所给出的数据
耐火砖 ：b1 = 0.2 m ，λ1= 1.07w/（m·℃） 绝缘层 ： b2 = 0.1 m ，λ2= 0.14 w/（m?℃） 钢 ： b3 = 0.006 m ，λ3= 45 w/（m?℃） 根据多层平壁热传导速率公式 Q = (t1-tn)/Σ(bi/Sλi) 和 q = Q/S 得 q = (t1-tn)/Σ(bi/λi) = 1242 w/m3
这与实际册得的热损失q' = 300w/m 有一定的差距，因此有可能存在一部分附加
热阻，设此附加热阻为R'
q' = (t1-tn)/[Σ(bi/Sλi) + R' ] = 300
R = 2.83 m?℃/W
3.直径为Ф603m的钢管用30mm厚的软木包扎，其外又用100mm的保温灰包扎，以作为绝热层。现测的钢管外壁面温度为-110℃，绝缘采纳感外表温度10℃。已知软木和保温灰的导热系数分别为0.043和0.07 W/（m?℃）。试求每米长的冷量损失。
解：钢管的温度比绝热层低，此管为一传冷管
根据多层圆筒壁热传导速率公式Q = (t1-tn)/Σ(bi/Sλi) t1 = -110℃ ， tn = t3 = 10℃ b1 = 0.03 m ，b2 = 0.1 m
λ= 0.043 w/（m?℃） ，λ= 0.07 w/（m?℃） Q = -25 W
6. 在并流换热器中，用水冷却油。水的进出口温度分别为15℃，40℃，油的进出口温度分别为150℃和100℃。现生产任务要求油的出口温度降至80℃℃，假设油和水的流量，进出口温度及物性不变，若换热器的管长为1m，试求此换热器的管长增至若干米才能满足要求。设换热器的热损失可忽略。
解：根据题意列出关系式：
热流体（油）：T1=150℃→ T2=100℃ 冷流体（水）：t1=15℃→ t2=40℃
现在要求：热流体（油）：T1=150℃→ T2=80℃ 冷流体（水）：t1=15℃→ t2=？ 开始： Q= WhCph（T1 - T2 ）=50 WhCph =WcCpc（t2-t1）=25WcCpc =K0S0Δtm
Δtm =（Δt1-Δt2）/ln（Δt1/Δt2）=（135-60）/ln（135/60）=92.49 改变后： Q，=WhCph（T1 - T2 ）=700 WhCph =WcCpc（t2，-t1）=（t2，-15）WcCpc
'
=K0S0，Δtm，
∴25/（t2，-15）=50/70 ∴t2，=50℃
Δtm， =（Δt1-Δt2，）/ln（Δt1/Δt2，）=69.81 ∴Q/Q*= K0SΔtm / K0S，Δtm，= LΔtm / L，Δtm，=50/70 ∴ L，=1.85L=1.85m
8.在下列各种管式换热器中，某溶液在管内流动并由20℃加热到50℃。加热介质在壳方流动，其进出口温度分别为100℃和60℃，试求下面各种情况下的平均温度差。
(1)壳方和管方均为单程的换热器。设两流体为逆流流动。 (2)壳方和管方分别为单程和四程的换热器。 (3)壳方和管方分别为二程和四程的换热器。 解：（1）热流体：T1=243℃→ T2=60℃ 冷流体：t2=50℃← t1=128℃ Δt1=50℃Δt2=40℃
∴Δtm =（Δt1-Δt2）/ln（Δt1/Δt2）=44.8℃
（2）壳方和管方分别为单程和四程，则需计算平均温度差校正系数ψΔt， 由已知条件计算得ψΔt=0.891
∴Δtm，=ψΔtΔtm=0.891×44.8=39.9℃ （3）查图得，ψΔt=0.97
∴Δtm，=ψΔtΔtm=0.97×44.8=43.5℃
9.在逆流换热器中，用初温为20℃的水将1.25kg/s的液体（比热容为1.9kJ/kg?℃，密度为850kg/m），由80℃冷却到30℃。换热器的列管直径为ф252.5mm，水走管方。水侧和液体侧的对流传热系数分别为0.85 W/（m2?℃）和1.70 W/（m2?℃）。污垢热阻忽略。若水的出口温度不能高于50℃，试求换热器的传热面积。
解：热流体：T1=80℃→ T2=30℃
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