四 传热
单 层 平 壁 导 热
4.1 红砖平壁墙，厚度为500 mm，一侧温度为200 ℃，另一侧温度为30 ℃，设红砖的平均导热系数可取0.57 W/(m·℃)，试求：
（1）单位时间，单位面积导过的热量q为多少W/m2，并换算成工程单位制kCal/ (m2·h) 。 （2）距离高温侧350 mm处的温度为多少？
（3）如红砖导热系数与温度关系可表示为：λ=0.51+5×10 -4t，则q又为多少？
多 层 平 壁 导 热
4.2 某燃烧炉的炉墙由三种砖依次砌成：第一层为耐火砖，厚b1=0.23 m，λ1=1.05 W/(m·℃)；第二层为绝热砖，λ2 =0.151 W/(m·℃)；第三层为普通砖，b3 =0.24 m，λ3 =0 .93 W/(m·℃)。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 ℃，绝热砖与普通砖接触面温度不得超过138℃；试求： （1）绝热砖层的厚度； （2）普通砖外侧温度。
4.3 平壁炉壁由三种材料组成，其厚度和导热系数如下：
序 号 1（内层） 2 3
材 料 耐火砖 绝热砖 钢 板
厚度b（mm） 200 100 6
导热系数λ（W/m·℃） 1.07 0.14 45
若耐火砖层内表面温度t1=1150 ℃，钢板外表面温度t4 =30 ℃，试计算导热的热通量。又实测通过炉壁的热损失为300 W/m2 ，如计算值与实测不符，试分析原因并计算附加热阻。
多 层 圆 筒 导 热
4.4 一外径为100 mm的蒸汽管，外包一层50 mm绝热材料A，λA =0.07 W/(m·℃)，其外再包一层25 mm的绝热材料B，λB =0.087 W/(m·℃)。设A的内侧温度为170 ℃，B外侧温度为38 ℃。试求每米管上的热损失及A、B界面的温度。
4.5 Φ60×3 mm铝合金管（其导热系数可取为45 W/(m·℃)），外包一层厚30 mm石棉，之外再包一层厚30 mm的软木，石棉和软木的导热系数分别为0.16 W/(m·℃)和0.04 W/(m·℃) 。计算下列问题： （1）已知管内壁温度为-110 ℃，软木外侧温度为10 ℃，求每米管长损失的冷量。
（2）若将两保温材料位置互换，互换后假设石棉外侧温度仍为10 ℃，则此时每米管长的冷量损失又为多少？由此得出什么结论？
4.6 试推导出空心球壁导热方程式，由此计算下列问题：
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有一钢制球罐，内装液体。球罐内径为2 m，壁厚10 mm，在球罐外表面另有一层厚度为 20 mm的氧化镁保温层（氧化镁的导热系数为0.07 W/(m·℃)）。已知钢罐内壁温度为50 ℃， 保温层外表面温度为20 ℃，试求单位时间的热量损失。
传热基本方程有关计算
4.7 一换热器，在Φ25×2.5 mm管外用水蒸汽加热管内的原油。已知管外蒸汽冷凝对流传热系数αｏ=104W/(m2·℃)，管内原油的对流传热系数αi=103W/(m2·℃)，管内污垢热阻Rsi=1.5×10-3 m2·℃/W，管外污垢热阻及管壁热阻可忽略不计，试求以外表面为基准的总传热系数及各部分热阻占总热阻的百分数。
4.8 列管换热器中的列管尺寸为Φ38×2.5mm，材质为钢管。管外为蒸汽冷凝，αo=105W/(m2·℃) ，管内空气被加热，αi= 35 W/(m2·℃) 。现采用下述三种方式来提高K值： （1）αo 增加一倍；（2）αi 增加一倍；（3）钢管换成铜管。试通过计算分析那种方式效果最好？并说明为什么？已知钢、铜的导热系数分别为λ钢=45 W/(m·℃)，λ铜=383 W/(m·℃)。
4.9 在一列管换热器中，用初温为30 ℃的原油将重油由180 ℃冷却至120 ℃。已知重油和原油的质量流量分别为Wh