保温厚度计算.docx

保温厚度计算
例4-,内表面温度t1为1650°C，外表面温度t2为300°C, 平壁材料导热系数^ = + & （式中t的单位为。C,久的单位为
W/（m・C））。（390-40）+bO7
450
得 了3= 故保温层厚度为:
= - = = l\mm
(2)保温层中温度的分布 设保温层半径r处，温度为刑代入式可得:
2?rx0 143(390-£)_ 45(]
In —

解上式并整理得：^ = -5011nr-942
计算结果表明，即使导热系数为常数，圆筒壁内的温度分布也不是直线而是曲线。
例4-4某列管换热器由？ 25X2。5mm的钢管组成。热空气流经管程，冷却水在 管间与空气呈逆气流流动。已知管内侧空气的
a为50W/ (m2 °C)，管外水侧的 a为1000W/ (m2 C),钢的入为45 W/ (m2 Cj。试求基于,管外表面积的总传 热系数"及按平壁计的总传热系数。 ^
解：参考附录二十二。取空气侧的污垢热阻& = °癸1"仃 也修，水侧的污 垢热阻最=墓幻/妒十修。
由式知：
土 +尺戒+性+五+
e 0025 …in_3 1
= + " + + ' +
50x 45x 1000
=
所以
若按平壁计算，由式知：
—=—+ +- + ^ + —
K % 2 %
= X + -3+ ° °°25 + -3 +^L=
50 45 1000
由以上计算结果表明，在该题条件下，由于管径较小，若按平壁计算K，误差稍 大，即为：
例4-5在上例中，若管壁热阻和污垢热阻可忽略，为了提高总传热系数，在其 他条件不变的情况下，分别提高不同流体的对流传热系数，即：(1)将a提高 一倍；(2)将a 0提高一倍。试分别计算K0值。 1
解：(1)将a 1提高一倍
叫=2x50 = 100iy/^2 °C)
/* + ｝耕靠+荷=项35
所以乾74町（妒十）
（2） 将a o提高一倍
电=2x1000 = 2000 °C)
所以愁=39町（妒W） 计算结果表明，K值总是接近热阻大的流体侧的a值，因此欲提高K值，必须对 影响K值的各项进行分析，如在本题条件下，应提高空气侧的a，才有效果。
例4-6在一单壳程、四管程换热器中，用水冷却热油。用冷水管内流动，进口温 度为15°C，出口温度为32°C。热油在壳方流动，进口温度为120°C，出口温度 为40C。,/ （kg. C）。若换热器的总 传热系数为470 W/ （m2 C），试求换热器的传热面积。
解：换热器传热面积可根据总传热速率方程求得，即： 换热器的传热量为:
Q 二叽丁那优一与）=%1.*10%20-40）= 190先审
1-4型列管换热器的对数平均温度差，先按逆流计算，即:
In 120-32
M 40-15
温度差校正系数为：
由图查得：伊此=°费
所以 A^ = ^A< = = ^
S =牝= =9 Am
例4-7在传热外表面积S为300m2的单程列管换热器中，300°C的某种气体流过 壳方并被加热到430C。另一种560C的气体作为加热介质，两气体逆流流动， 流量均为1X104kg/h，/（kg. C）。试求总传热系数。假设换 热器的热损失为壳方气体传热量的10%。
解：对给定的换热器，其总传热系数可由总传热速率求得，即:
换热器的传热量为:
& =件』厂和）+0=*厂勺）］
=
1x10" X
3600 X
（430-300）=
热气体的出口温度由热量衡算求得，即:
”件邳亿皿）
或4"=".、（顽皿）
流体的对数平均温度差为:
&凯 560-430 c
= < 2 417-300
所以
_ + AZ2 _(560-430) + (417-300)_
J—L L 芯 一 _ — _ — 1 c-i —-1. _ J 1■—■-
由本例计算结果可以看出，两气体间传热的总传热系数是很低的。
例4-，用油加热冷水。油的流 量为 、
进口温度为110°C； kg/