材料科学工程基础计算题

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热工基础习题解答

第二章：传热学

2-1 某窑炉炉墙由耐火粘土砖、硅藻土砖与红砖砌成，硅藻土砖与红砖的厚度分别为40mm

和250mm，导热系数分别为0.13和0.39W/m℃，如果 不用硅藻土层，但又希望炉墙的散热维持原状， 则红砖必须加厚到多少毫米？

（1）

解得

即红砖的厚度应增加到 370mm 才能维持原散热热流密 度不变。

2-2 某厂蒸汽管道为?175×5的钢管，外面包了一层95mm厚的石棉保温层，管壁和石棉的

导热系数分别为50、0.1w/m.℃，管道内表面的温度为300℃，保温层外表面温度为50 ℃。试求每米管长的散热损失。在计算中能否略去钢管的 热阻，为什么？

解：石棉保温层和钢管在每米长度方向上产生的热阻分别为：

2-3试求通过如图3-108所示的复合壁的热流量。假设热流是一维的；已知各材料的导热系数为：λA=1.2、λB=0.6、λC=0.3、λD=0.8w/m?℃。

2-4平壁表面温度tw1=450℃，采用石棉作为保温层的热绝缘材料，导热系数

λ=0.094+0.000125t，保温层外表面温度tw2=50℃，若要求热损失不超过340w/m2℃，则保温层的厚度应为多少？

解：平壁的平均温度为 ：

即保温层的厚度应至少为147mm。

2-5浇注大型混凝土砌块时，由于水泥的水化热使砌块中心温度升高而导致开裂，因此，砌块 不能太大。现欲浇注混凝土墙，水泥释放水化热为100w/m3，混凝土导热系数为1.5W/m℃，假设两壁 温度为20℃，限制墙中心温度不得超过50℃。试问 墙厚不得超过多少米？

解：由于墙的两侧温度 相等，所以墙内的温度 分布为

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