硅酸盐工业热工基础作业答案2-1-32.doc

硅酸盐工业热工基础作业答案
2-1解:胸墙属于稳定无内热源的单层无限大平壁
单值条件 tw1=1300C tw2=300C=450mm F=10 m
胸墙的平均温度 Tav=(Tw1+TW2)/2=(1300+300)/2=800C
根据平均温度算出导热系数的平均值
av=+ x800=1。48w/
Q=F(Tw1-Tw2)/=(1300-300)/=
2-2 解:窑墙属于稳定无内热源的多层平行无限大平壁
由Q=/R或q=/Rt知,若要使通过胸墙的热量相同,要使单位导热面上的热阻相同才行
单值条件 1=40mm 2=250mm 1= 2=.
硅藻土与红砖共存时,单位导热面热阻(三层)
Rt1=1/1+2/2+ 3/3=++3/3
若仅有红砖(两层) Rt2=/2+3/3=/+3/3
Rt1=+=/
得=370mm,即仅有红砖时厚度应为370mm。
2—3 解:窑顶属于稳定无内热源的单层圆筒壁
单值条件=230mm R1= Tw1=700C Tw2=100C
粘土砖的平均导热系数
av=(Tw1+Tw2)/2=+=
R2=R1+=
当L=1时,Q=2( Tw1-Tw2)/4Ln==4200W/m
因为R2/R12,可近似把圆筒壁当作平壁处理,厚度=R2-R1,导热面积可以根据平均半径Rav=(R1+R2)/2求出。做法与2-1同。
2-4解:本题属于稳定无内热源的多层圆筒壁
单值条件 1=50W/m。C 2= W/m。C 1=5mm 2=95 mm
Tw1=300C Tw2=50C d1=175mm d2=185mm d3=375mm
若考虑二者的热阻,每单位长度传热量
Q=( Tw1-Tw2)X2/()=
若仅考虑石棉的热阻,则
Q’=
可见QQ’,因而在计算中可略去钢管的热阻。
2—5解:本题属于稳定的无内热源的多层圆筒壁
若忽略交界面处的接触热阻,每单位长度通过粘土砖的热量Q1与通过红砖热量Q2相同
单值条件 d1=2m d2= d3= Tw1=1100C Tw2=80C
先假设交界处温度为600C,则粘土转与红砖的平均导热系数

Q1与Q2相差太大,表明假设温度不正确。重新假设交界处温度620C 则:
Q1与Q2基本相等,因而交界处温度在620C附近。
2—6 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: c= d= W/ Tw1=370C Tw2=66C
a=25mm 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 Tw1=450C Tw2=50C q=340W/
保温层平均导热系数
q= 若要使q<340,那么要求
保温层厚度不得小于147mm.
2-8 本题属于稳定的无内热源的多层无限大平壁,做法与2-6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R1,R2,R3
模拟电路如下
单值条件:Tw1=100C Tw2=20C 1= 2=
1= 2=50mm 3=
F1=F3== F气= m F实= m
R1=R3=
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
因为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相同qv=Q
单值条件 d1=150mm d2=300mm =73W/ tw1=248C tw2=38C
根据公式2-31
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Y轴所在平面建立坐标系,其中间层X坐标为0,温度为T1,外壁温度为T2,T3,且T2=T3
单值条件t1=50C t2=20C = qv=100W/
根据公式2-40 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x=0时,温度最高,因而有
得
因为只取了混凝土厚度的一半,
2-11