某气体混合物(比热容及热导率均未知)以90kg/h的流量流过套管换热器的内管,气体的温度由38℃被加热到138℃。内管内径为53mm,外管内径为78mm,壁厚均为2.5mm,管外为蒸汽冷凝使管内壁温度维持在150℃。已知混合气体黏度为0.027mPa•s,其普朗特数Pr=1,试求套管换热器的管长。
①若砂模很薄(设3cm),砂模外侧温度保持300K,砂模很快建立平稳态传热,问多长时间这个锭可以完成凝固。
②若砂模很厚,凝固只靠砂模导热进行。问多长时间这个锭可以完成凝固。铝的熔点,熔化潜热,铝的密度,砂型的比热容,砂型的热导率,密度为1.58g/c。
估算在400K,101.325kPa下汽相混合物的平衡组成(以摩尔分数表示),该气体含有正戊烷、异戊烷和新戊烷异构体。在400K下反应的标准生成热数据为:
5C(s)+6H2(g)====n-C5H12(g) △Gf=40.195kJ·mol-1
5C(s)+6H2(g)====i-C5H12(g) △Gf=34.415kJ·mol-1
5C(s)+6H2(g)====n-C5H12(g) △Gf=37.640kJ·mol-1
为防止热量损失而绝缘起来的一根棒,一端浸在100℃的沸水中,另一端浸在冰水混合物中。棒由长1.00m的铜(其一端在沸水中)和长为L的钢(其一端在冰水中)组成,两棒的截面积均为5.00cm2,达到稳态时,两者的接头处温度为60℃。已知铜、钢的热导率分别为385W/(m·K)和50.2W/(m·K)。求:
可以证明达到稳态时,球体或柱体中的径向热流为
=常量
式中λ为热导率,S为曲面面积,r为曲面半径,即温度梯度,也可写成(ΔT、△r均很小)。现有外半径为R1的蒸汽管,由外半径为R2的圆柱形绝热层围绕着,热量沿径向通过绝热层向外流出,绝热层内表面温度为T1,外表面温度为T2。由管的中轴算起,在多大的径向距离处,稳态时的温度正好等于T1和T2的中间温度。