4-1、燃烧炉的平壁由下列三种材料构成:耐火砖的热导率为λ=1.05W⋅m−1⋅K−1,厚度b=230mm；绝热砖的热导率为λ=0.151W⋅m−1⋅K−1；普通砖的热导率为λ=0.93W⋅m−1⋅K−1。若耐火砖内侧温度为10000C,耐火砖与绝热砖接触面最高温度为9400C,绝热砖与普通砖间的最高温度不超过1300C(假设每两种砖之间接触良好界面上的温度相等)。试求：（1）绝热砖的厚度。绝热砖的尺寸为：65mm×113mm×230mm;(2)普通砖外测的温度。普通砖的尺寸为：50mm×120mm×240mm。(答：⑴b2=0.460m；⑵t4=34.6°C)Qt−t解：⑴第一层：=12Ab1λ1Qt−t第二层：=23Ab2λ2λ1λ2⇒(t1−t2)=(t2−t3)b1b21.050.151⇒(1000−940)=(940−130)0.23b2⇒b2=0.446m因为绝热砖尺寸厚度为230mm，故绝热砖层厚度b2取0.460m，校核：1.050.151(1000−940)=(940−t)0.230.4603⇒t3=105.3°C；λ1λ3⑵(t1−t2)=(t3−t4)b1b3⇒t4=34.6°C。4-2、某工厂用φ170mm×5mm的无缝钢管输送水蒸气。为了减少沿途的热损失，在管外包两层绝热材料：第一层为厚30mm的矿渣棉，其热导率为0.065W⋅m−1⋅K−1;第二层为厚30mm的石棉灰，其热导率为0.21W⋅m−1⋅K−1。管内壁温度为3000C，保温层外表面温度为400C。管道长50m。试求该管道的散热量。（答：Q=14.2kW）解：已知：−1−1，−1−1λ=0.065W⋅m⋅Kλ=0.21W⋅m⋅K−1−1查表得：λ钢=45W⋅m⋅KQ2π(t−t)=14l1d1d1dln2+ln3+ln4λ1d1λ2d2λ3d3d0.17其中：ln2=ln=0.0606，d10.16d0.23ln3=ln=0.302，d20.17d0.29ln4=ln=0.231d30.23Q2π(300−40)==284W⋅m−1，l0.06060.3020.231++450.0650.21Q=284×50=1.42×104W=14.2kW。4-3、冷却水在φ19mm×1mm，长为2.0m的钢管中以1m⋅s−1的流速通过。水温由288K升至298K。求管壁对水的对流传热系数。(答：4260W⋅m−2⋅K−1)解：设为湍流288+298水的定性温度t==293K，2−1−1查表得：cp=4.183kJ⋅kg⋅°C，λ=0.5985W⋅m−1⋅K−1，µ=1.004×10−3Pa⋅s，ρ=998.2kg⋅m−3，l=2m，d=0.017m，l2，d=0.017=117.7>50duρ0.017×1×998.2Re===1.69×104>104与假设相符，µ1.004×10−6cµ4.183×103×1.004×10−3Pr=p==7.01，λ0.5985λα=0.023Re0.8Pr0.4d0.59850.8=0.023(1.69×104)(7.01)0.4=4260W⋅m−2⋅K−1。0.0174-4、空气以4m⋅s−1的流速通过一φ75.5mm×3.75mm的钢管，管长20m。空气入口温度为320C，出口为680C。试计算空气与管壁间的对流传热系数。如空气流速增加一倍。其它条件不变，对流传热系数又为多少？（答：18.3W⋅m−2⋅K−1，31.7W⋅m−2⋅K−1）（此题与书中的例4-4一模一样，而且例题中的参数是有错误的。）解：设为湍流32+68空气的定性温度t==50°C，2−1−1查表得：cp=1.005kJ⋅kg⋅°C，λ=2.83×10−2W⋅m−1⋅K−1，µ=1.96×10−5Pa⋅s，ρ=1.093kg⋅m−3，l=20m，d=75.5−2×3.75=68mm，l20，d=0.068=294>50duρ0.068×4×1.093Re===1.517×104>104与假设相符，µ2.83×10−5cµ1.005×103×1.96×10−5Pr=p==0.698，λ2.83×10−2λα=0.023Re0.8Pr0.4d−22.83×100.8=0.023(1.517×104)(0.698)0.4=18.3W⋅m−2⋅K−1，0.068当u′=2u时λα′=0.023Re′0.8Pr0.4=α⋅20.8=18.3×20.8=31.7W⋅m−2⋅K−1。d4-5、甘油在一列