第四章习题
2.燃烧炉的内层为460mn厚的耐火砖, 外层为230mm厚的绝缘砖。若炉的内表 面温度ti为1400C ,外表面温度ts为 100°C。试求导
热的热通量及两砖间的界 面温度。设两层砖接触良好，已知耐火砖 的导热系数为1 0.9
0.0007t,绝缘砖的导 热系数为2 0.3 0.0003t。两式
中t
可分别 取为各层材料的平均温度，单位
为C,入 单位为W/(m?C)。
解：设两砖之间的界面温度为t2 ,由t1 t2 b
1
t
2七3
b
2
，得
1
2
1400 t2 t2 100 t
t
t2 460 10 /(0.9
3
0.0007
230 10 /(0.3 0.0003
2
3
2
)
热通量
t1 t2 168SW/m2
0.40/0.97 0.0007
1400 949
2
949 °C
3 .直径为60mm 3mm,钢管用30mn厚 的软木包扎，其外又用100mn厚的保温灰 包扎,以作为绝热层。现测得钢管外壁面 温度为-110 C ,绝热层外表面温度10C。 已知软木和保温灰的导热系数分别为和 (m)，试求每
米管长的冷量损失量。 解：每半管长的热损失，可由通过两层 圆筒壁的传热速率方程求岀：
Q _______ ti 上L
3 __________
丄沁亠nh
2 i ri 2
2 S
_______________ 1100 10 ______________
1 ~~60 1 , 160
In In
2 3.14 0.043 30 2 3.14 0.0007 60
25W/m
负号表示由外界向体系传递的热量，即 为冷量损失。
4.蒸汽管道外包扎有两层导热系数不同
而厚度相同的绝热层,设外层的平均直 径为内
层的两倍。其导热系数也为内层 的两倍。若将二层材料互换位置，假定其 他条件不变,试问每米管长的热损失将 改变多少？说明在本题情况下,哪一种材 料包扎在内层较为适合? 解：设外层的平均直径为dm2，内层平均 直径为 m1，则 m2 m1「且 。
d
d
2d
22
1
由导热效率方程知：
Vt
b
1Sm1
2Sm2
vt
b
2
Vt dm丄 5 b
2d
丄
两层材料位置互换后：
1 dm 1 m1L
Q'
Q
Vt b 2
1
b 1
2d
Vt dm1L b
d
m1L m1L
Q q 5
所以：Q q 4依即：q 1.25q
'
两层保温材料互换位置后，单位管长的 热损失增加。
说明在本题情况下，导热系数小的材料 放在内层较为合适。
化工原理第二版答案
