硅酸盐工业热工基础作业答案

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=300Cδ=450mm F=10 m

2

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

λav＝0.92＋0.7x0.001 x800＝1。48w/m.c

Q=λF(Tw1-Tw2)/δ=1.48X10X（1300－300）/0.48=3.29X104

W

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=t∆/R或q=t∆/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δ1＝40mm δ2=250mm λ1=0.13W/m.C λ2=0.39W/m.

硅藻土与红砖共存时，单位导热面热阻(三层)

Rt1=δ1/λ1+δ2/λ2+ δ3/λ3=0.04/0.13+0.25/0.39+δ3/λ3

若仅有红砖（两层）Rt2=δ/λ2+δ3/λ3=δ/0.39+δ3/λ3

Rt1=Rt2⇒0.04/0.13+0.25/0.39=δ/0.39

得δ＝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δ＝230mm R1=0.85m Tw1=700C Tw2=100C

粘土砖的平均导热系数

λav=0.835X0.58X103-

X(Tw1+Tw2)/2=0.835+0.58X400X10

3-

=1.067W/m.C

R2=R1+δ=1.08m

当L=1时,Q=2λ∏( Tw1-Tw2)/4Ln21d d=2X3.14X1.067X1X600/4Ln1.08

0.85

=4200W/m

因为R2/R1≤2,可近似把圆筒壁当作平壁处理，厚度δ＝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λ1＝50W/m。C λ2＝0.1 W/m。C δ1＝5mm δ2＝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)X2π/(1213

1122

d d

Ln Ln

d d

λλ

+)=

2502

222.27

11851375

501750.1185

X

W

Ln Ln

π

=

+

若仅考虑石棉的热阻，则

Q ’=

(12)22502222.31131375220.1185

Tw Tw X X W d Ln Ln d ππ

λ-==

可见Q ≈Q ’，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=2.69m d3=3.17m 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

1100600

10.000580.835 1.328/.260080

2X0.000510.470.6434/.2

21(1100600)2 1.328500114076/20.29641

av X W m C av W m C

av X X Q W m

d Ln d λλλ+=

+=-===∏∏＋＝＋＝ 2av2(60080)20.6434520212802/30.16422

X X Q W m d Ln d λ-===∏∏

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:

1100620

10.8350.0058X

1.338W /.262080

20.470.0051X 0.6485/.2

m C W m C λλ+=＋＝＋＝＝＋

21(1620)2X1.338480113614/20.29641

22(6202)20.6485540213400/30.16422

Tw X Q W m

d Ln d Tw X X Q W m d Ln d λλ-===-===∏∏∏∏

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T

Q Rth

=

∑V 其模拟电路如下

1

2

单值条件： 1.2a λ= 0.6b λ= λc ＝0.3 λd=0.8 W/m.C Tw1=370C Tw2=66C

δa=25mm δb=δc=75mm δd=50mm

0.0250.2083/1.20.1a Ra C m aFa X δλ=

== 0.05

0.625/0.80.1d Rd C m dFd X δλ=== 2F Fb = 20.075 2.5/0.60.1b X Rb C W bFb X δλ=== 20.0755/0.30.1

c X Rc C W cFc X δλ===

2.55

1.667/

2.55

RbRc X Rbc C W

Rb Rc =

==++ 总热阻 2.5/12304

121.62.5R Ra Rbc Rd C W

Tw Tw Q W

R =++=-===∑∑ 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/m 2

.C 保温层平均导热系数

12

0.0940.0001250.12525/.2

Tw Tw av X W m C

λ+=+

=