硅酸盐工业热工基础作业答案2-1-32

硅酸盐工业热工基本作业答案21解:胸墙属于稳定无内热源的单层无限大平壁单值条件 t1=30C t2=30C=50m F=10 m胸墙的平均温度 Tav=（Tw1T2）/=（30+30）/2=80C根据平均温度算出导热系数的平均值av0.2+0.7x0.001x80=1。48w/m.cQF(TwTw2)/=1.8X10X（1300-0）/0.4=.29X10W-2解:窑墙属于稳定无内热源的多层平行无限大平壁由Q=/或=/t知，若要使通过胸墙的热量相似，要使单位导热面上的热阻相似才行 单值条件 1=40mm 250mm 10.13W/mC 2=0.39Wm.硅藻土与红砖共存时,单位导热面热阻(三层）R1=/1+22+ /3=0.04/0.305/9+33若仅有红砖（两层） t2=/2+/3=/.39+3/RRt2004/00.2/0.39/.3得=370mm,即仅有红砖时厚度应为370。23 解:窑顶属于稳定无内热源的单层圆筒壁单值条件 =230mm R1.5 Tw=7 Tw2100C粘土砖的平均导热系数av=0.835X58X0X(Tw1+Tw)/2=0.8505X400X=1.6W/. R21+=1.08m当L=时，Q=2( T1Tw2)/4Ln=X3.14X1.067X1600/4n200W/由于R/12,可近似把圆筒壁当作平壁解决,厚度R2R,导热面积可以根据平均半径Rv(R1+2）/2求出。做法与21同。-解：本题属于稳定无内热源的多层圆筒壁单值条件 15W/。0.1 Wm。 15mm 95 mmT1=300C Tw0C d1=15m d2185m 3=375mm若考虑两者的热阻，每单位长度传热量Q=（ T1T2)X2/(）=若仅考虑石棉的热阻，则Q=可见Q，因而在计算中可略去钢管的热阻。25解：本题属于稳定的无内热源的多层圆筒壁若忽视交界面处的接触热阻,每单位长度通过粘土砖的热量1与通过红砖热量Q2相似单值条件 1=2 d2=2.69 d3=1m T100 w=80先假设交界处温度为600C，则粘土转与红砖的平均导热系数 1与2相差太大,表白假设温度不对的。重新假设交界处温度6C 则:Q1与Q2基本相等,因而交界处温度在20附近。26 解:本题为稳定的无内热源的多层平行无限大平壁根据一维热量方程 其模拟电路如下单值条件: =. d=0.8 W/m.C Tw=37Tw2=C a=5mm b=c=75mm d=50mm 总热阻2-7 本题属于稳定的无内热源的单层无限大平壁单值条件 Tw=50Tw=50C q340Wm.C 保温层平均导热系数q= 若要使q340,那么规定保温层厚度不得不不小于147m.2 本题属于稳定的无内热源的多层无限大平壁 ，做法与26同。根据一维热量方程 Q，把砌块分为三部分如图，其热阻分别为R,R2,R3模拟电路如下单值条件：w1=10C Tw2=20C 107W/.C 2=0W/m.C 1325mm 2=50mm 3.5mF1=.X1=0.39 F气=27mF实0.12 13= R气 R实=R2= 总热阻2-9 本题属于稳定的有内热源球体的导热由于球内外表面温度保持不变，因而内热源散发的热量与球体传热量Q相似qvQ单值条件 =150mmd2=00mm =3W/m.C tw=248C tw2=3C根据公式2-3 球壁内外表面中心球面半径r根据公式2-29 2-10 本题属于稳定的有内热源单层平壁的导热。如图，以混凝土块中间层为轴所在平面建立坐标系,其中间层X坐标为0,温度为T,外壁温度为,3,且T=3单值条件t1=5C t220C =15W/m.C qv=00W/根据公式-40 得到平壁内的温度分布方程为求平壁内最高温度位置,对其求导,并使之为0得显然,在图中当x0时，温度最高，因而有 得由于只取了混凝土厚度的一半，因而总厚度为.m21 解:本题属于具有稳定内热源的长圆柱体的导热单值条件 d=.2mmL=00 U=10V w=93C 70.cm =225W.1) 钢丝电阻R=2) 钢丝电功率为3) 钢丝内热源为4) 求钢丝中心温度，根据式-212解：本题属于稳定的无内热源形状不规则物体的导热F1为物体内侧表面积,若内壁尺度分别用y1,2,y3表达，且所有y时,则整个中空长方体的核算面积为 x=F1+4054(12+y3）+X0.15=1+2.1(1+2+y3)1.2单值条件：y1=5m y2=150mm3=00m =30 t1=90C t2=0Cx=2(1y1+y2y3+y1y3)+.6(1+y2+y3)+.2=2(250X1+50X10+5X100)+2.130（250+15+00）+1.20X20=(15004840+6548)X0=04688根据公式-3=2-3 解: 不相似，直径大的管道热损失大本题属于稳定的无内热源的单层圆筒壁的导热设两管子的内直径分别为d1,d2，其厚度为，内外表面温度为t1，t2,导热系数为,已知d1d2则单位长度管的传热量管的传热量 由于因而直径大的管道热损失大2-4 设d1=10d 则Gr1由于其她各要素同，仅考虑两直径不同的影响Nu1=0.53G1=.53 a= 因而两管子对流换热系数之比为。562 热损失比值5。2-5 解:本题属于无限空间中自然对流换热 单值条件 =3.0 L=1m=8C T=22C 先判断G以判断流态,定性温度Tb=查得 此外 -16 解:本题属于无限空间中的自然对流换热 单值条件d=0.3m w=450 Tf50C 先计算Gr以判断流态,定性温度 查表得 V40. Pr0.677 此外 于是有 故处在层流状态查表得0.53 n=1/4 定型尺寸 0.3m 每米管道上的对流散热量为 217解：本题属于有效空间中的自然对流换热 热面在上面与下面时，其当量导热系数不同,要分别考虑单值条件 =m Tw=30C Tw2=3C 1) 夹层中空气的平均温度 Tf=2)按0C查得空气的物性参数 3)计算Gr属于层流,且热平面在下面4）求 )计算对流换热量热面在上边与上同28 解：本题属于流体在管内流动时的换热单值条件 t=20C W=1.8m/s d=0118m查表得 计算得 220解：本体属于流体强制在管内流动时的换热 单值条件=10m/s d=0.05m L=.75m w=150C Tf=100查表得 Pr=.688 f=根据-6式计算 =.021X2936.5 X 0.1=52.5由于L/d355 因而查表得修正系数得于是有故处在湍流状态查表得c=0.12 n=1/ 定性尺寸 d=3a2-27 1)解:根据斯蒂芬波尔茨曼定律可求得=60-8W 1=23.15K T273.5 2)由于,平面1所辐射出的总能量所有投射在2上,反之亦然因而1G2，2=1 可看作A，因而列方程组 即 化简得G2=J1=同理得 3)净辐射热量2-28 ）当在两平面间放置一块黑度为.8得蔗热板时，其净辐射热量为本来的一半 其辐射网络见课本Qet,2= 1=1 31 23 229 解:裸气管放在空气中,由于所辐射的能量所有为空气吸取,因而空气可以近似看作黑体 2- 1） 解：在周边安装遮热管,起到了避免热量散失的功能,其中 其热阻网络构造见课本 解:太阳光射到平板上，平板吸取并向空气中辐射,由于平板温度恒定,因而吸取的能量与平板与空气之间的辐射换热量同T1 为平板温度21解:太阳光射到平板上，平板吸取并向空气中辐射，由于平板温度恒定,因而吸取的能量与平板与空气之间的辐射换热量同T1 为平板温度1）当 T=2C 2)当3）此时白板吸取率与其黑度相似 ，两者值相似,计算措施同上2-32 解：热电偶处在热平衡状态,温度恒定,它对钢管得辐射换热量与它与空气的对流换热量同 单值条件 T10C T2220C -空气的真实温度C热电偶与管道的辐射换热 依题意得 因而有解得Tg=25C