习
题
1如附图所示。某工业炉的炉壁由耐火砖λ1（mK）、绝热层λ2（mK）及普通砖λ3（mK）三层组成。炉膛壁内壁温度1100oC，普通砖层厚12cm，其外表面温度为50oC。通过炉壁的热损失为1200Wm2，绝热材料的耐热温度为900oC。求耐火砖层的最小厚度及此
时绝热层厚度。
设各层间接触良好，接触热阻可以忽略。
已知：λ1mK，λ2mK，λ3mK，T1＝1100oC，T2＝900oC，T4＝50oC，3＝12cm，
q＝1200Wm2，Rc＝0
求：1＝2＝
解：∵qT
∴

1
＝
1
T1
q
T2
1311009001200

022m
又∵
q

2
T2T32

3
T3T43

T22
T43
23
∴2T2T43900500120579m2KW
2
q31200093
得：∴2057920579018010m
习题1附图
习题2附图
2如附图所示。为测量炉壁内壁的温度，在炉外壁及距外壁13厚度处设置热电偶，
测得t2300oC，t350oC。求内壁温度t1。设炉壁由单层均质材料组成。已知：T2300oC，T350oC
求：T1
解：
∵q


T2
T3

T1T3
3
∴T1－T3＝3（T2－T3）T1＝2T2－T3T33×3005050＝800oC
3直径为60×3mm的钢管用30mm厚的软木包扎，其外又用100mm厚的保温灰包扎，
f以作为绝热层。现测得钢管外壁面温度为110oC，绝热层外表面温度10oC。已知软木和保
温灰的导热系数分别为和W（moC），试求每米管长的冷量损失量。
解：圆筒壁的导热速率方程为
Q2t1t3
L1l
r21l
r31r12r2
其中r130mm，r260mm，r3160mm
所以Q
210010
25Wm
L1l
601l
160
00433000760
负号表示由外界向系统内传热，即为冷量损失量。
4蒸汽管道外包扎有两层导热系数不同而厚度相同的绝热层，设外层的平均直径为内
层的两倍。其导热系数也为内层的两倍。若将二层材料互换位置，假定其它条件不变，试问
每米管长的热损失将改变多少说明在本题情况下，哪一种材料包扎在内层较为合适
解：设外层平均直径为dm2，内层平均直径为dm1，则
dm22dm1且λ22λ1
由导热速率方程知
Q
t

t
tdm1L
bb
bb
5b
1Sm12Sm21dm1L212dm1L
41
两层互换位置后
Q
t
tdm1L
b
b
b

21dm1L12dm1L
1
所以Qq5125Qq4
即
q125q
互换位置后，单位管长热损失量增加，说明在本题情况下，导热系数小的材料放在内层较适宜。
5在长为3m，内径为53mm的管内加热苯溶液。苯的质量流速为172kg（sm2）。苯在定性温度下的物性数据：μs；λW（mK）；cp（kgoC）。试求苯对管壁的对流传
f热系数。已知：L＝3m，d＝53mm，G172kg（sm2），被加热苯物性，μs，λW（mK）；
cp（kgoC）
求：
解：
Re＝dG

0053172049103
186104
104
Prcp18103049r