1、【4-6】某工廠用的無縫鋼管輸送水蒸氣。為了減少沿途的熱損失，在管外包兩層絕熱材料，第一層為厚30mm的礦渣棉，其熱導率為；第二層為厚30mm的石棉灰，其熱導率為。管內壁溫度為300，保溫層外表面溫度為40。管路長50m。試求該管路的散熱量。解 【4-7】水蒸氣管路外徑為108mm，其表面包一層超細玻璃棉氈保溫，其熱導率隨溫度的變化關系為。水蒸氣管路外表面溫度為150，希望保溫層外表面溫度不超過50，且每米管路的熱量損失不超過。試確定所需保溫層厚度。解 保溫層厚度以b表示已知解得保溫層厚度為保溫層厚度應不小于13.3mm【4-9】空氣以的流速通過的鋼管，管長。空氣入口溫度為32，出口溫度為68

2、。(1)試計算空氣與管壁間的對流傳熱系數。(2)如空氣流速增加一倍，其他條件均不變，對流傳熱系數又為多少？(3)若空氣從管壁得到的熱量為，鋼管內壁的平均溫度為多少。解 已知(1)對流傳熱系數計算空氣的平均溫度 查得空氣在時的物性數據，空氣被加熱，Pr的指數雷諾數 湍流對流傳熱系數 (2)空氣流速增加一倍，對流傳熱系數為(3)若空氣從管壁得到的熱量為，計算鋼管內壁平均溫度用式計算鋼管內壁的平均溫度。已知空氣進出口平均溫度 在第(1)項中已計算出對流傳熱系數 鋼管內表面積為 鋼管內壁平均溫度 【4-10】溫度為10、壓力為101.3kPa的空氣，以的流速在列管式換熱器管間沿管長方向流動，空氣出口溫

3、度為30。列管式換熱器的外殼內徑為190mm，其中裝有37根的鋼管，鋼管長度為2m。試求鋼管外表面對空氣的對流傳熱系數。解 已知空氣壓力，溫度，空氣的平均溫度 查得空氣在20的物性數據為：密度，比熱容，熱導率，黏度，普朗特數，空氣被加熱，Pr的指數空氣流動的截面積 濕潤周邊 當量直徑 已知空氣的流速 雷諾數 湍流對流傳熱系數 【4-11】有一套管式換熱器，內管為，外管為的鋼管，內管的傳熱管長為2m。質量流量為的甲苯在環隙中流動，進口溫度為72，出口溫度為38。試求甲苯對內管外表面的對流傳熱系數。解甲苯的溫度 ，平均溫度甲苯在55的物性數據有：密度，比熱容，熱導率=0.128W/(m·

4、)，黏度甲苯的質量流量 體積流量 甲苯在環隙中的流速計算套管的內管外徑，外管內徑，流速 甲苯對內管外表面的對流傳熱系數計算套管環隙的當量直徑湍流甲苯被冷卻 【4-27】欲將體積流量為（標準狀況）的常壓空氣，用絕對壓力為200kPa的飽和水蒸氣加熱，空氣從10加熱到90。現有一列管式換熱器，其規格如下：鋼管直徑，管長1.6m，管數271根。如用此換熱器，使空氣在管內流動，水蒸氣在管外冷凝，試驗算此換熱器面積是否夠用？水蒸氣冷凝時的對流傳熱系數可取為。解 空氣的平均溫度空氣的物性參數 ， 空氣流量 熱負荷 水蒸氣 平均溫度差 空氣流速 湍流【4-29】 在一傳熱面積為20m2的列管式換熱器中，殼程

5、用110的飽和水蒸汽冷凝以加熱管程中的某溶液。溶液的處理量為2.5´104kg/h，比熱容為4kJ/(kg×K)。換熱器初始使用時可將溶液由20加熱至80。（1）該換熱器使用一段時間后，由于溶液結垢，其出口溫度只能達到75，試求污垢熱阻值；（2）若要使溶液出口溫度仍維持在80，在不變動設備的條件下可采取何種措施？做定量計算。解：原工況條件下的對數平均溫差：此操作條件下的總傳熱系數：W/ (m2×K)（1） 使用一年后，溶液出口溫度下降至75，此時的對數平均溫差為總傳熱系數 W/(m2×K)污垢熱阻 m2×K/W（2） 在不變動設備的條件下，可通

6、過提高加熱蒸汽的溫度使溶液出口溫度仍然維持在80。此時傳熱溫差為即 由此解得 【4-30】有一單管程的列管式換熱器，其規格如下：管徑為，管長為3m，管數為37根。今擬采用此換熱器冷凝并冷卻的飽和蒸氣，自飽和溫度46冷卻到10。在管外冷凝，其流量為，比汽化熱為。冷卻水在管內，進口溫度為5，出口溫度為32。逆流流動。已知的冷凝和冷卻時的總傳熱系數分別為和（以內表面積為基準）。試問此換熱器是否合適？ 習題4-30附圖解 質量流量，冷凝段，的比汽化熱冷凝段熱負荷 冷卻段 冷卻段熱負荷 冷卻水 冷卻水用量 水在兩段之間的溫度，用冷卻段熱負荷計算。 冷凝段平均溫度差為 冷卻段平均溫度差為 冷凝段傳熱面積為 冷卻段傳熱面積為 總傳熱面積 現有換熱器的傳熱面積按傳熱管內表面積計算 【4-32】外徑為50mm、長為10m的氧化鋼管敷設在截面為200mm×200mm的紅磚砌的通道內，鋼管外