食品工程原理思考题与习题

内容发布更新时间 : 2025/1/11 17:30:58星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

为90℃。设两层砖的热导率不变,试计算加保温层后炉壁的热损失比原来的减少百分之几? 4 红砖平壁墙,厚度为500mm,一侧温度为200℃,另一侧为30℃。设红砖的平均热导率取0.57W/(m2·℃),试求:

(1)单位时间、单位面积导过的热量; (2)距离高温侧350mm处的温度。 5 某燃烧炉的平壁由下列三种砖依次彻成。

耐火砖:热导率?1=1.05 W/(m2·℃);

厚度b1=0.23m;

绝热砖:热导率?2=0.151 W/(m2·℃) 每块厚度b2=0.23m; 普通砖:热导率?3=0.93 W/(m2·℃) 每块厚度b3=0.24m;

若已知耐火砖内侧温度为1000℃,耐火砖与绝热砖接触处温度为940℃,而绝热砖与普通砖接触处的温度不得超过138℃,试问:

(1)绝热层需几块绝热砖? (2)此时普通砖外侧温度为多少?

6 在外径为140mm的蒸气管道外包扎保温材料,以减少热损失。蒸气管外壁温度为390℃,保温层外表面温度不大于40℃。保温材料的λ与t的关系为λ=0.1+0.0002t(t的单位为℃,λ的单位为W/(m2·℃))。若要求每米管长的热损失Q/L不大于450W/m,试求保温层的厚度以及保温层中温度分布。

7 φ60mm×3mm铝合金管(热导率按钢管选取),外包一层厚30mm石棉后,又包一层30mm软木。石棉和软木的热导率分别为0.16W/(m2·℃)和0.04W/(m2·℃)。又已知管内壁温度为-110℃,软木外侧温度为10℃,求每米管长所损失的冷量。若将两保温材料互换,互换后假设石棉外侧的温度仍为10℃不变,则此时每米管长上损失的冷量为多少?

8 空心球内半径为r1、温度为ti,外半径为r0、温度为t0,且ti>t0,球壁的热导率为λ。试推导空心球壁的导热关系式。

9 在预热器内将压强为101.3kPa的空气从10℃加热到50℃。预热器由一束长度为1.5m,直径为φ86mm×1.5mm的错列直立钢管所组成。空气在管外垂直流过,沿流动方向共有15行,每行有管子20列,行间与列间管子的中心距为110mm。空气通过管间最狭处的流速为8m/s。管内有饱和蒸气冷凝。试求管壁对空气的平均对流传热系数。

10 在长为3m,内径为53mm的管内加热香蕉浆。香蕉浆的质量流速为172kg/(s·m2)。若香蕉浆在定性温度下的物性数据如下:

S;??0.692w/m·K;cp?3.865kJ/(kg·℃)。 ??890?10?5Pa·

试求香蕉浆对管壁的对流传热系数。

11 有一列管式换热器,由38根φ25mm×2.5mm的无缝钢管组成。果汁在管内流动,由20℃被加热至80℃,果汁的流量为8.32kg/s。外壳中通入水蒸气进行加热。试求管壁对果汁的传热系数。当果汁的流量提高一倍时,传热系数有何变化。

12 热空气在冷却管管外流过,2=90W/(m2·℃),冷却水在管内流过,

2

℃)。冷却管外径1=1000W/(m·

do=16mm,壁厚b=1.5mm,管壁的λ=40W/(m2·℃)。试求:

①总传热系数Ko;

11

②管外对流传热系数2增加一倍,总传热系数有何变化? ③管内对流传热系数1增加一倍,总传热系数有何变化?

13 有一套管换热器,内管为φ25mm×1mm,外管为φ38mm×1.5mm。冷水在环隙内流过,用以冷却内管中的高温气体,水的流速为0.3m/s,水的入口温度为20℃,出口温度为40℃。试求环隙内水的对流传热系数。

14 有一不锈钢制造的套管换热器,内管直径为φ89mm×3.5mm,流量为2000kg/h的糖浆在内管中从80℃冷却到50℃。冷却水在环隙从15℃升到35℃。糖浆的对流传热系数h=230W

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