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《化學(xué)工程基礎(chǔ)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、2014-2015年春季學(xué)期《傳熱傳質(zhì)學(xué)》測驗三1.用熱電偶測量管道中氣體的溫度，熱電偶的初始溫度為18°C,與氣體的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為10W/（m2-/C）o熱電偶近似為球形,直徑為0.2mm。試計算插入15s后,熱電偶的過余溫度為初始溫度的百分Z幾？要使溫度計過余溫度不大于初始過余溫度的1%,至少需要多少時間？己知熱電偶材料的導(dǎo)熱系數(shù)67W/（加Jk）,密度7310kg/m3,比熱容228J/（kg?k）o解：b心罕=l°x°;（10「=1.492x10—5<0」可用集總參數(shù)法來求解（2Z67分）時間常數(shù):&匸—xp0—tg15議=0.0672=6.72%（3分）4龍/一p"?ch
2、A?陽HW吟嚴(yán)J杯（2分）<1%In（0.01）=-5.556xln（0.01）=25.59（5）（3分）1.初溫為25°C流量為2.0kg/s的水，進入直徑為50mm加熱管加熱。管內(nèi)壁平均溫為50°C,如果要求水的出口溫度為30°C,管長為多長？如果改用兩根等長直徑為20mm的管子并聯(lián)代替前一根管子，問每根管子應(yīng)為多長？（設(shè)水的物性參數(shù)不變，分別為：；I=0.6W/m?K,Cp=4200J/kg-K,p=1000kg/m3,“=0.001Pa-s)解:/1、門pudpd4m4mQ1)Ke==4x20““p7ld27TjLld().0()lx0.05流體被加熱Nu=0.023^°-
3、8Pr0-4門“c4200x0.001“2AxO050.650929.6>104(2分)(1分)———=0.023x50929.6°8x704=291.97nh=3503.60.6根據(jù)熱量守恒mcp(touf-1047TjL/d2>TX0.001x
4、0.02流體被加熱Nu=0.023屜°陥°°（1分）(2分)根據(jù)熱量守恒，每根管子卷Cp(toul-tin)=hndL2^tm1x4200x1010471x71x0.02x22.4-“m/、~^CpVout一為)-s/=丄hndt)n1.蒸汽管道外徑為80mm,表面溫度為400°C,包覆有厚為90mm的礦渣棉，其平均導(dǎo)熱系數(shù)為0.11W/(m?K)o礦渣棉外為厚100mm平均導(dǎo)熱系數(shù)為0.12W/(m?K)的煤灰泡沫磚。按要求保溫層外表面溫度不高于50°C。試求：(1)該管道單位長度上的熱量損失；(2)礦渣棉與煤灰泡沐磚交界面上的溫度。管子表面溫度r,=400°C，保溫磚外壁面溫
5、度t3=50°C,解：礦渣棉外徑d2=80-I-2x90=260(/nm)=0.26(m),保溫磚的外徑心=260+2x100=460(加加)=0.46(/??)礦渣棉的導(dǎo)熱系數(shù)人=0.11(W/加?燈，保溫磚的導(dǎo)熱系數(shù)A2=0」2(W/m?約總散熱量:人—g400—50ga/dJ/妁)=石(260/80)ln(460/260)(7分)27rl-/I]2兀l?九12^x1x0.112^xlx0.12=142.2(W)ln(d?/"J2加?入=142.2(W)所以=400-142.2xln(260/80)2^xlx0.11=157.5(°C)1.在外徑為50mm的管壁上裝有鋁制的等厚
6、度環(huán)肋，相鄰肋片中心線Z間的距離s=12mm環(huán)肋高H=16mm,厚8=1.0mm,導(dǎo)熱系數(shù)入=180W/（m?K）。管壁溫度tw=200°C,流體溫度t尸90°C,管基及肋片與流體之間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為110W/（m2?K）。試確定每米長助片管（包拈肋片及基管部分）的散熱量。解：每米(1000mm)長管子有1000/12=83.4圈，環(huán)肋長:rex(0.05+0.016)x83.4=17.3(〃?)H=16(加加)=0.016(/??),r0=tw=200°C,2=180vv/(m?K),t,=90°C,b=110w/(加$?K),P=(17.30+0.001)x2=34.6(加)F
7、=17.3x0.001=1.73x10-2(/)m110x346180x1.73x10—2=34.960mH=34.960x0.016=0.55940.5594=1.75嚴(yán)=0.571(2分)mH.-mHe+e1,75-0,571_1.75+0.571=0.508th(mH)0.508“oo=——=%=8&96%7mH().571Ar=(1000-83.4xl)xl0~3x^-x0.05=0.144⑷2)Af=0.016xl7.3x24-0.001x^x(0.054-
