傳熱學(xué)習(xí)題集

1、鄭州大學(xué)傳熱學(xué)習(xí)題集蘇小江2014/6/1內(nèi)容：書中例題和課后習(xí)題緒論例0-1某住宅磚墻壁厚為i 240 mm，其導(dǎo)熱系數(shù)為i 0.6w/(m2 K)，墻壁內(nèi)、外兩側(cè)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)分別為：h1 7.5W /(m2 K) , h2 10W/(m2 K)，冬季內(nèi)外兩側(cè)空氣的溫度分別為：tfi 20 C，tf25 C ,試計(jì)算墻壁的各項(xiàng)熱阻，傳熱系數(shù)以及熱流密度。例0-2 一冷庫外墻的內(nèi)壁面溫度為tw12 C，庫內(nèi)冷凍物及空氣溫度均為tf 18 C。已知壁的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h 5W/(m2 K)，壁與物體間的系統(tǒng)輻射系數(shù)C12 5.1W /(m2 K 4)，試計(jì)算該壁表面每平方米的冷量損失？并對比對流

2、換熱與熱輻射 冷損失的大??？13、求房屋外墻的散熱熱流密度 q以及它的內(nèi)外表面溫度 4和*2。已知：3 =360mm室外溫度 =-10 C ,室內(nèi)溫度卜T. =18 C ,墻的入=0.61W/(m.K),內(nèi)壁表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h1=87W/(m2.K)，外壁h2=124W/(m2.K)。已知該墻高 2.8m,寬3m,求它的散熱量？15、空氣在一根內(nèi)徑 50mm長2.5m的管子內(nèi)流動并被加熱，已知空氣平均溫度為 壁對空氣的h=73W/m.C，熱流通量q=5110W/m?。試確定管壁溫度及熱流量。85C,管求每平方16、已知兩平行平壁，壁溫分別為Sj=50C, =20 C,輻射系數(shù) G.2 3.96 ,

3、 米的輻射換熱量 W/m2。若1增加到200 C,輻射換熱量變化了多少精選第一章導(dǎo)熱理論基礎(chǔ)例1-1厚度為3 的無限大平壁，入為常數(shù)，平壁內(nèi)具有均勻內(nèi)熱源h(W/m3),平壁x=0的一側(cè)絕熱，x= 3的一側(cè)與溫度為tf的流體直接接觸進(jìn)行對流換熱，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h是已知的，試寫出這一穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程的完整數(shù)學(xué)描述。例1-2 一半徑為R長度為I的導(dǎo)線，其導(dǎo)熱系數(shù)入為常數(shù)。 導(dǎo)線的電阻率為p ( Q .m2/m)。 導(dǎo)線通過電流1(A)而均勻發(fā)熱。已知空氣的溫度為，導(dǎo)線與空氣之間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為 h, 試寫出這一穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程的完整數(shù)學(xué)描述。2、已知Low-e膜玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)為 0.62W/(m.K)玻璃的

4、導(dǎo)熱系數(shù)為 0.65W/(m.K)空氣的導(dǎo)熱系數(shù)為0.024W/(m.K)氬氣的導(dǎo)熱系數(shù)為 0.016W/(m.K)試計(jì)算該膜雙中空玻璃導(dǎo)熱熱阻。26、一厚度為50mm勺無限大平壁，其穩(wěn)態(tài)溫度分布為：t a bxC式中a=200C, b=22000C /m。若平壁材料導(dǎo)熱系數(shù)為45W/m.C，試求：(1)平壁兩側(cè)表面處的熱流通量；(2)平壁中是否有內(nèi)熱源？為什么？若有的話，它的強(qiáng)度應(yīng)是多大 ？第二章穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱例2-1有一鍋爐爐墻由三層組成，內(nèi)層是厚S 1 =230mm的耐火磚，導(dǎo)熱系數(shù)入1=1.10W/(mK);夕卜 層是S 3 =240mm的紅磚層，導(dǎo)熱系數(shù) 入3 =0.58W/(mK);兩層

5、中間填以S 2 =50mm的水泥珍珠巖制品保溫層，導(dǎo)熱系數(shù) 入2 =0.072W/(mK)。已知爐墻內(nèi)、外兩表面溫 度t w1 =500 C、t w2 =50 C,試求通過爐墻的導(dǎo)熱熱流密度及紅磚層的最高溫度。例2-2 一由三層平壁組成的鍋爐爐墻，結(jié)構(gòu)與例2-1相同。但已知邊界條件改為第三類，即：爐墻內(nèi)側(cè)溫度 1=511 C，煙氣側(cè)對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h1=31.1W/(m.K);爐墻外廠房空氣溫度 =22C,空氣側(cè)對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) h2=12.2W/(m.K)。試求通過該爐 墻的熱損失和爐墻內(nèi)、外表面的溫度 和，。例2-3 一爐渣混凝土空心砌塊，結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示。爐渣混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)

6、1=0.79W/(m K)，空心部分的導(dǎo)熱系數(shù)2=0.29W/(m K)。試計(jì)算砌塊的導(dǎo)熱熱阻。例2-4夕卜徑為200mm的蒸汽管道，管壁厚 8mm管外包硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料保溫層，導(dǎo)熱系數(shù)入1=0.022W/(m.K)，厚40mm外殼為高密度聚乙烯管，導(dǎo)熱系數(shù)入2=0.3W/(m.K)，厚5mm給定第三類邊界條件：管內(nèi)蒸汽溫度1=300C，管內(nèi)蒸汽與管壁之間對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) h1=120W/(m.K);周圍空氣溫度-=25C,管外殼與空氣之間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h2=10W/(m.K)。求單位管長的傳熱系數(shù) 関、散熱量 和外殼表面溫度。例2-5設(shè)管道外徑d=15mm如果用軟質(zhì)泡沫塑料作為保溫層

7、是否合適？已知其導(dǎo)熱系數(shù)入=0.034W/(m.K)，保溫層外表面與空氣之間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h=10W/(m.K)。例2-6 一鐵制的矩形直肋，厚S =5 mm高H = 50 mm寬L = 1m,材料導(dǎo)熱系數(shù) 入=58w/mK,肋表面放熱系數(shù) h = 12 w/mK，肋基的過余溫度 0。= 80求肋表面散熱量和肋端過余溫度。例2-6如圖2-18所示的環(huán)形肋壁，肋片高度l=19.1mm、厚度3 =1.6mm,肋片是鋁制并鑲在直徑為25.4mm的管子上，鋁的導(dǎo)熱系數(shù)入=214W/(m.K)。已知管表面溫度【u =171.1 C，周圍流體溫度=21.1 C，肋片表面與周圍流體之間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h=14

8、1.5W/(m2.K),試計(jì)算每片肋片的散熱量。例2-8 一傳達(dá)室小屋，室內(nèi)面積為3mx4m,高度為2.8m,紅磚墻厚度為240mm紅磚的導(dǎo)熱 系數(shù)為0.43W/(m.K)。已知墻內(nèi)表面溫度為 20C,外表面溫度為-5 C,試問通過傳達(dá)室的四 周墻壁的散熱量為多少？8、某建筑物的混凝土屋頂面積為20m2，厚為140mm外表面溫度為-15 C。已知混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)為1.28 W/(m.K)，若通過屋頂?shù)纳崃繛?.5x10 3W試計(jì)算屋頂內(nèi)表面的溫度。9、某教室的墻壁是一層厚度為 240mm勺磚層和一層厚度為 20mm勺灰泥構(gòu)成?，F(xiàn)在擬安裝空 調(diào)設(shè)備，并在內(nèi)表面加一層硬泡沫塑料，使導(dǎo)入室內(nèi)的熱量

9、比原來減少80%已知磚的導(dǎo)熱系數(shù)入=0.7W/(m K)，灰泥的入=0.58W/(m K)，硬泡沫塑料的入= 0.06W/(m K)，試求 加貼硬泡沫塑料層的厚度。16、蒸汽管道的內(nèi)、外直徑分別為160mm和170mm管壁導(dǎo)熱系數(shù)入=58W/m.C，管外覆蓋兩層保溫材料：第一層厚度3 2=30mm導(dǎo)熱系數(shù)入2 = 0.093W/m. C；第二層3 3=40mm導(dǎo)熱系數(shù)入3= 0.17W/m. C,蒸汽管的內(nèi)表面溫度 1=300C。保溫層外表而溫度 “50C, 試求：(1)各層熱阻，并比較其大小，(2)每米長蒸汽管的熱損失，(3)各層之間的接觸面溫 度和 F。19、一外徑為100mm內(nèi)徑為85m

10、m的蒸汽管道，管材的導(dǎo)熱系數(shù)為入=40W/(m K)，其內(nèi)表面溫度為180C,若采用入=0.053W/(m K)的保溫材料進(jìn)行保溫，并要求保溫層外表面溫度不高于40C，蒸汽管允許的熱損失=52.3 W/m。問保溫材料層厚度應(yīng)為多少?23、一直徑為d,長度為I的細(xì)長圓桿，兩端分別與溫度為t1和t2的表面緊密接觸，桿的側(cè)面與周圍流體間有對流換熱，已知流體的溫度為 切,而耳* t1或t2,桿側(cè)面與流體間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h,桿材料的導(dǎo)熱系數(shù)為入，試寫出表示細(xì)長桿內(nèi)溫度場的完整數(shù)學(xué)描述，并求解其溫度分布。24、一鋁制等截面直肋，肋高為 25mm肋厚為3mm鋁材的導(dǎo)熱系數(shù)為入=140W/(m K), 周圍

11、空氣與肋表面的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為 h= 752w/(m2.k)。已知肋基溫度為 80C和空氣溫度 為30C，假定肋端的散熱可以忽略不計(jì)，試計(jì)算肋片內(nèi)的溫度分布和每片肋片的散熱量。27、一肋片厚度為3mm長度為16mm是計(jì)算等截面直肋的效率。(1)鋁材料肋片，其導(dǎo)熱系數(shù)為140W/(m K),對流換熱系數(shù)h=80W/(m2 K); (2)鋼材料肋片，其導(dǎo)熱系數(shù)為40W/(m-K),對流換熱系數(shù) h=125W/(m2 K)。第三章非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱例3-1 一無限大平壁厚度為0.5m , 已知平壁的熱物性參數(shù)=0.815W/(m k), c=0.839kJ/(kg.k),=1500kg/m3,壁內(nèi)溫度初始時均

12、為一致為18oC,給定第三類邊界條件：壁兩側(cè)流體溫度為 8 oC,流體與壁面之間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h=8.15w/ ( m2.K)，試求6h后平壁中心及表面的溫度。例3-2已知條件同例3-1，試求24h及三晝夜后，平壁中心及表面的溫度；并求 24h中每 平方米平壁表面放出的熱量。例3-3 一道用磚砌成的火墻，已知磚的密度p =1925kg/m3,比定壓容ll=0.835kJ/(kg.C ),導(dǎo)熱系數(shù)入=0.72 W/(m. C )。突然以110 C的溫度加于墻的一側(cè)。如果在 5h內(nèi)火墻另一側(cè) 的溫度幾乎不發(fā)生變化，試問此墻的厚度至少為多少？若改用耐火磚砌火墻，耐火磚的密度p =2640 kg/m3

13、,比定壓容=0.96kJ/(kg. C)，導(dǎo)熱系數(shù)入=1.0W/(m. C )，這時此墻的厚度至少為多少?例3-4應(yīng)用恒定作用的熱源法測定建筑材料的熱擴(kuò)散率。采用510卩m厚的鏮銅箔作為平面熱源，已知初始溫度S=18C,通電加熱360s后，測量得到x=0處的溫度 =31.1 C, x=20mm處的溫度卜口 2=20.64 C,試計(jì)算該材料的熱擴(kuò)散率。例3-5有一直徑為0.3m、長度為0.6m的鋼圓柱，初始溫度為 20C，放入爐溫為1020 C 的爐內(nèi)加熱，已知鋼的導(dǎo)熱系數(shù)入=30W/(mK),熱擴(kuò)散率a = 6.25 x 10-6m2/s，鋼柱表面與爐內(nèi)介質(zhì)之間的總換熱系數(shù)h=200w/(m2

14、K)，試求加熱1h時后，如圖所示鋼柱表面和中心點(diǎn)1、2、3和4的溫度以及加熱過程中吸收的熱量。58、一鋼板厚度為 3mm面積為1 x 1 m2,初始溫度均勻?yàn)?300C ,放置于20 C的空氣中冷去卩。 已知鋼板的導(dǎo)熱系數(shù)為入=48.5W/(m k),熱擴(kuò)散率a=12.7 x 10-6 m/s,板與空氣之間的表面 傳熱系數(shù)h=39 W/(m2.K)，問需要多長時間鋼板才能降低至 50C。9、一不銹鋼板厚度為 0.15m，初始溫度為20C，放置在溫度為1200C的爐內(nèi)加熱，已知不 銹鋼熱擴(kuò)散率為 3.95 X 10 m2/s,鋼板在爐內(nèi)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為250W( m2 .K),試求鋼板加熱到80

15、0C時所需時間。10、將初始溫度為 80C，直徑為20mm的銅棒突然置于溫度為 20C、流速為12m/s的風(fēng)道 中，5min后銅棒溫度降低到 34C。計(jì)算氣體與銅棒的換熱系數(shù)？已知：銅棒p = 8954 kgm3 , c = 383.1 J (kg. C),入=386W (m . C)11、有兩塊同樣材料的平壁 A和B,已知A的厚度為B的兩倍，兩平壁從同一高溫爐中取出 置于冷流體中淬火，流體與平壁表面的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)近似認(rèn)為是無限大。已知B平壁中心點(diǎn)的過余溫度下降到初始過余溫度的一半需要12min，問平壁A達(dá)到同樣的溫度需要多少時間？13、一加熱爐爐底是 40mm的耐火材料砌成，它的導(dǎo)溫系數(shù)為5

16、 X 10- 7m2/s,導(dǎo)熱系數(shù)為4.0W/m. C，爐子從室溫 25C開始點(diǎn)火，爐內(nèi)很快形成穩(wěn)態(tài)的1260C的高溫氣體，氣體與爐底表面間換熱系數(shù)為40W/m.C，問達(dá)到正常運(yùn)行要求爐底壁表面溫度為1000 C,試確定從點(diǎn)火到正常運(yùn)行要求所需時間。第四章導(dǎo)熱數(shù)值解法基礎(chǔ)例4-1設(shè)有一矩形薄板,參看圖4-4，已知a=2b,在邊界x=0和y=0處是絕熱的，在 x=a處給出第三類邊界條件，即給定 h和，而邊界y=b處給出第一類邊界條件，即溫度為已知t= Id/；心匚。試寫出各節(jié)點(diǎn)的離散方程。例4-2 一矩形薄板，節(jié)點(diǎn)布置參看圖4-5，薄板左側(cè)邊界給定溫度200 C,其他三個界面給定溫度為50 C，

17、求各節(jié)點(diǎn)溫度。例4-3 一半無限大物體 ，初始時各處溫度均勻一致并等于0 C,物體的熱擴(kuò)散率a=0.6x 1U m2/s,已知物體表面溫度隨時間直線變化，=0.25 t,試用顯式格式計(jì)算過程開始后10min時半無限大物體內(nèi)的溫度分布。例4-4 一厚度為0.06m的無限大平壁，初始溫度為20C,給定壁兩側(cè)的對流換熱邊界條件： 流體溫度為150C,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h=24 W/(m2.K)。已知平壁的導(dǎo)熱系數(shù)入=0.24 W/(m.K), 熱擴(kuò)散率a=0.147x丄0fm2/s，試計(jì)算2min后，無限大平壁內(nèi)各節(jié)點(diǎn)的溫度。例4-5 一厚度為0.1m的無限大平壁，兩側(cè)均為對流換熱邊界條件，初始時兩側(cè)流體

18、溫度與壁內(nèi)溫度一致tf仁tf2=t0=5 C；已知兩側(cè)對流換熱系數(shù)分別為h仁11 W/ (m2K、h2=23W/(m2K ,壁材料的導(dǎo)熱系數(shù)=0.43W/ ( mK,導(dǎo)溫系數(shù)a=0.3437 X 10 -6 m2/s。如果一側(cè)的環(huán)境溫度tf1突然升高為50C并維持不變，計(jì)算在其它參數(shù)不變的條件下，平壁內(nèi)溫度分 布及兩側(cè)壁面熱流密度隨時間的變化規(guī)律，一直計(jì)算到新的穩(wěn)態(tài)傳熱過程為止。第五章 對流換熱分析例5-1 20C的水以1.32m/s的速度外掠長 250mm勺平板，壁溫tW= 60C。(1 )求x= 250mm處下列各項(xiàng)局部值：3, S t,Cf,x,hx ，并計(jì)算全板長的平均傳熱系數(shù)h,全板

19、換熱量0。(W板寬為1m)(2)沿板長方向計(jì)算; h 的變化，并繪制曲線顯示參數(shù)的變化趨勢。例5-220 C空氣在常壓下以 33.9m/s速度外掠長250mm的平板，壁溫=60C。(1 )求x=250mm處下列各項(xiàng)局部值：S; 同；h; ;計(jì)算全板的換熱量(W板寬為1m);(2)沿板長方向計(jì)算; h;卜隨x的變化，并繪制曲線顯示參數(shù)的變化趨勢。例5-3常壓下20 C的空氣以33.9m/s外掠壁溫為60C的平板，板長為 1.5m,求該板的平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)及換熱量（板寬按1m計(jì)算）。例5-4計(jì)算上例的局部及平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)沿板長的變化，并繪成圖。12、20C的水以1.5m/s的速度外掠平板，按積分

20、方程解求離前緣150mm處的邊界層厚度。13、由微分方程解求外掠平板，離前緣150mm處的流動邊界層及熱邊界層度，已知邊界平均溫度為60C，速度為 u-=0.9m/s 。18、空氣以10m/s速度外掠0.8m長平板，耳=80 C,耳=30 C，計(jì)算該板在臨界 Re下的入-，全板平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)以及換熱量（板寬為1m,已知R =5x1 ）19、與上題同樣換熱參數(shù)，但流體為水，試與上題作比較。23、已知某對流換熱過程的熱邊界層溫度場可表達(dá)為t=a-by+c $2，壁溫為亞，主流溫度為“，試求它的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。26、溫度&=80C的空氣外掠 仏=30C的平板，已知 =124.4工7，試求該平板長為0

21、.3m ,寬0.5m時的換熱量（仍不計(jì)寬度的影響）?31、煤氣以平均流速=20m/s流過內(nèi)徑d=16.9mm,長l=2m的管子，由于不知道它的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，今用實(shí)測得管兩端煤氣的壓降p為35N/m 2，試問能否確定此煤氣與管壁的平f的定義式是： p=f,又已知:均傳熱系數(shù)？已知該煤氣的 物性是：p =0.3335kg/m3，卜=4. 198kJ/(mg.k), v=47.38 X W im 2 /s,入=0.191W/(m.K).管內(nèi)流動摩擦系數(shù)St.P卜躋 諾(管內(nèi)流動兩傳類比率)。第六章單相流體對流換熱例6-1 一臺管殼式蒸汽熱水器，水在管內(nèi)流速um = dSm/s ,全管水的平均溫度,片

22、=90 C,管壁溫度 =115C，管長1.5m，管內(nèi)徑d=17mm試計(jì)算它的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。例6-2某廠燃?xì)庖豢諝饧訜崞鳎阎軆?nèi)徑d=0.051m ,每根管內(nèi)空氣質(zhì)流量M=0.0417kg/s，管長l=2.6m，空氣進(jìn)口溫度f/=30C，壁溫保持 呱=250C，試計(jì)算該加熱器管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。例6-3某換熱設(shè)備管子長l=2m,內(nèi)徑d=0.014mm,生產(chǎn)過程中壁溫保持卜；卜78.6 C,進(jìn)口水溫17=22.1 C，問管內(nèi)水的平均流速 卩卜為若干m/s時，其出口水溫 耳達(dá)到50C ?并確定此時的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)？例6-4某廠在改進(jìn)換熱器時，把圓管改制成橢圓形斷面管（設(shè)改制后周長不變） 圓管內(nèi)的長半a

23、=0.02m,短半軸b=0.012m，試計(jì)算在同樣流量及物性條件下， 相比，其管斷面積，當(dāng)量直徑，流速，Re, Nu, h及壓降等的變化比。已知橢 橢圓管與圓管例6-5水以1.5m/s的速度流過d=25mm l=5m,A p=5.6kPa 的管子，管壁 *，=90C，進(jìn)出口水溫分別為25 C和50 C，試從類比律計(jì)算表面?zhèn)鳠嵯禂?shù),并與按光滑管計(jì)算的結(jié)果比較。例6-6空氣橫掠叉排管束，管外經(jīng)d = 25mm,管長 l =1.5m，每排有20根管子，共有排，叉排 S =50mm S2 = 37mm已知管壁溫度為tw=110C，空氣進(jìn)口溫度為 tf15 C空氣流量|冷T二嚀燈乍L求空氣流過管束加熱器

24、的表面換熱系數(shù)。例6-7試求新型豎直管束（采用外徑d=30mnm勺管材）暖氣散熱器自然對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù),已知管長 H=1800mm表面溫度 如=86C，室溫“18C。例6-8以常熱流加熱的豎直平壁，熱流通量q=255W/ ,外界空氣溫度為20C,壁高0.5m。若不計(jì)表面輻射，試計(jì)算該壁自然對流平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。例6-9計(jì)算豎壁封閉空氣夾層的當(dāng)量表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)|】可隨夾層厚度的變化，設(shè)夾層兩側(cè)表面溫度分別為 如=20C, s-=0C，夾層高 H=1m計(jì)算厚度3從 360mm16、進(jìn)口溫度為10C,質(zhì)流量為0.045kg/s的空氣在直徑51mm長2m的管內(nèi)被加熱，壁溫 保持200C,試用式（6 4）

25、計(jì)算它的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和出口溫度。1. 23、空氣在管內(nèi)受迫對流換熱，已知管徑d=51mm管長l=2.6m，空氣質(zhì)流量M=0.0417kg/s，進(jìn)口溫度t f = 30C,管壁的熱流密度 q=12120W/怦,求該管的平均表面?zhèn)?熱系數(shù)h,空氣在管子進(jìn)口和出口端的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h，h，出口溫度t f，管壁進(jìn)口和出口端的壁溫 t w, tw。28、空氣以0.0125kg/s流量流過直徑50mm長為6m的圓管，溫度由 23.5 C加熱到62C, 試求在常壁溫?fù)Q熱條件下管壁溫度 tw,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) h及換熱量。（建議用式（6- 5）計(jì) 算表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)）33、空氣橫向掠過單管,管外徑12mm管外最大流速u

26、=14m/s，空氣溫度tf = 30.1 C,壁溫tw= 12 C。求空氣的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。u=4.87m/s , 平均溫度 tf=20.2 C,s1s2壁溫tw=25.2 C,管間距dd35、水橫向掠過5排叉排管束，管束中最窄截面處流速1.25,d = 19 mm, 求水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。44、頂棚表面溫度13 C,室內(nèi)溫度25C,頂棚4mx 5m,試求自然對流換熱量及其表面?zhèn)鳠?系數(shù)。45、傾斜放置，溫度為 45C的1mx 1m平板,熱面朝上接受輻射熱 300W/m2，輻射熱被全部 吸收，然后以自然對流方式散出，環(huán)境溫度為0C,板背面絕熱。試求穩(wěn)態(tài)時，該板平均溫度能達(dá)到的最大值。2. 52、某

27、建筑物墻壁內(nèi)空氣夾層厚3=75mm高2.5mm,兩側(cè)壁溫分別為 twi=15C, tw2=5C,求它的當(dāng)量表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)及每平方米通過夾層的熱量。第七章凝結(jié)與沸騰換熱例7-1 一臺臥式蒸汽熱水器，黃銅管外徑 d=126mm表面溫度岡=60C,水蒸氣飽和溫度=140 C，熱水器垂直列上共有12根管，求凝結(jié)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。例7-2外徑50mm管子垂直放置,=120C的干飽和水蒸氣在管外凝結(jié)，管長l=3m ,f噲100 C,試求凝液膜液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鲿r的高度茁及該管全長平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。例7-3試用能量守恒原理論證式（7-9 ）,推導(dǎo)時按線性溫度分布考慮液膜的過冷度。例7-4 橫放的實(shí)驗(yàn)用不銹鋼電加熱蒸汽

28、發(fā)生器，水在電熱器管外大空間沸騰，絕對壓強(qiáng) 為1.96x 10：Pa,已知電功率為 5kW管外徑16mm總長3.2m,求表面沸騰表面?zhèn)鳠嵯禂?shù), 并檢驗(yàn)它的壁溫。例7-5在1.013X而Pa絕對壓強(qiáng)下，純水在儀=117C拋光銅質(zhì)加熱面上進(jìn)行大空間泡態(tài)沸 騰，試求q及h。第八章熱輻射的基本定律例8-1測定對應(yīng)于太陽最大光譜輻射力：的峰值波長：爲(wèi)約為0.503卩m=若太陽可以近似看作黑體看待，求太陽的表面溫度。例8-2試分別計(jì)算 5762K、3800K、2800K、1000K、400K的黑體最大光譜輻射力焉亦所對應(yīng)的峰值波長.，以及黑體輻射中可見光和紅外線輻射（0.761000卩m）能量占黑體總輻射

29、能量的比例。例8-3已知某太陽能集熱器的透光玻璃在波長從入1=0.35卩m至入2=2.7卩m范圍內(nèi)的穿透比為85%在此范圍之外是不透射的。試計(jì)算太陽輻射對該玻璃的穿透比。把太陽輻射作為 黑體輻射看待，它的表面溫度為5762K。例8-4在一個直徑為0.02m、溫度為1200K圓形黑體表面的正上方l=0.3m處，有一個平行于黑體表面、直徑為0.05m的輻射熱流計(jì)，如圖8-7所示。試計(jì)算該熱流計(jì)所得到的黑體投 入輻射能是多少？若輻射熱流計(jì)仍處于同樣高度，求熱流計(jì)偏移多少距離，熱流計(jì)得到的黑體投入輻射能為原來的 50%例8-5某漫射表面溫度 T1=300K,其光譜吸收比如圖 8-11所示。把它放在壁溫

30、 T2=1200K 的黑空腔中，計(jì)算此表面的吸收比a和發(fā)射率。第九章輻射換熱計(jì)算例9-1兩個相距300mm半徑為300mm勺平行放置的圓盤。相對兩表面的溫度分別為ti=500C及t2=227C，發(fā)射率分別為10.2及10.4，兩表面間的輻射角系數(shù)Xi,2=0.38.圓盤的另兩個表面不參與換熱。當(dāng)將此兩圓盤置于一壁溫為13=27 C的一個大房間內(nèi)，試計(jì)算每個圓盤的凈輻射換熱量和容器壁3的溫度。例9-2有一空氣間層，熱表面溫度t1=300 C,冷表面溫度t2=50 C。兩表面的發(fā)射率&仁& 2=0.85。當(dāng)表面尺寸遠(yuǎn)大于空氣層厚度時，求此間層每單位表面積的輻射換熱量。例9-3某車間的輻射采暖板尺寸

31、是1.8x0.75尬,板面的發(fā)射率& 1=0.94 ,溫度t1=107 C。 如果輻射板背面及側(cè)面包有保溫絕熱材料， 求輻射板面與車間墻面間的輻射換熱量。 已知墻 面溫度t2=12 C,不計(jì)輻射板背面及側(cè)面的輻射作用。例9-4兩個相距300mm半徑為300mm的平行放置的圓盤。相對兩表面的溫度分別為 ti=500C及t2=227C，發(fā)射率分別為10.2及10.4，兩表面間的輻射角系數(shù)Xi,2=0.38.圓盤的另兩個表面不參與換熱。當(dāng)將此兩圓盤置于一壁溫為t3=27 C的一個大房間內(nèi)，試計(jì)算每個圓盤的凈輻射換熱量。例9-5 假定上例中兩圓盤被置于一絕熱大烘箱中，在其他條件不變時，試計(jì)算高溫圓盤的

32、 凈輻射熱量以及烘箱壁面的溫度。例9-6某輻射采暖房間尺寸為 4mx5mx3（圖9-3a ）,在樓板中布置加熱盤管，根據(jù)實(shí)測結(jié) 果：樓板1的內(nèi)表面溫度t仁25 C,表面發(fā)射率&仁0.9，外墻2的表面溫度t2=10 C,其余 三面內(nèi)墻3的內(nèi)表面溫度t3=13 C,墻面發(fā)射率& 2= 3=0.8 ;地面4的表面溫度t4=11 C, 發(fā)射率& 4=0.6。試求（1 ）樓板的總輻射換熱量；（2）地面的總吸熱量。0.05例9-7兩平行大平壁的發(fā)射率各為0.5和0.8，如果中間加入一片兩面發(fā)射率均為的鋁箔，計(jì)算輻射換熱減少的百分?jǐn)?shù)。例9-8 一排氣管的排氣溫度可用熱電偶來測量(如圖所示)，熱電偶接點(diǎn)發(fā)射率

33、 0.5，排氣管壁溫為 =100 C,熱電偶指示溫度為尺=500 C,氣體和熱電偶總表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h=200W/(m2 K)，試確定氣體的實(shí)際溫度及測量誤差。若將發(fā)射率為卜=0.3的圓筒形遮熱罩放置在熱電偶周圍，熱電偶的讀數(shù)仍為500 C,問氣體的真實(shí)溫度是多少？假定氣體和遮熱罩間的總對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為N=250W/(m2K)。例9-9計(jì)算圖9-24 (a)所示兩個表面1、4之間的輻射角系數(shù)。例9-10試確定例9-6中各表面間的輻射角系數(shù)。例9-11某鍋爐的爐膛容積為 35m8,爐膛面積為55m2,煙氣中水蒸氣的容積百分?jǐn)?shù)為 7.6%, 二氧化碳的容積百分?jǐn)?shù)為 18.6%,煙氣的總壓為1.

34、013xlMPa,爐內(nèi)平均溫度為1200C。試 確定煙氣的發(fā)射率 。例9-12在直徑為1m的煙道中有溫度 S=1000C、總壓力為1.013xl(fPa的氣體流過，如果氣體中含 C曲勺容積百分?jǐn)?shù)為5%其余為透明體。煙道壁溫S=500C，發(fā)射率皿=1,試計(jì) 算煙道壁與氣體間的輻射換熱。例9-13 一未加玻璃蓋板的太陽能集熱器的吸熱表面對太陽輻射的吸收比為0.92，表面發(fā)射率為0.15，集熱器表面積20n2，表面溫度為80C，周圍空氣溫度為18 C,表面對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為 3W/(m2K)。當(dāng)集熱器表面的太陽總輻射照度為800W/R2,天空溫度為0C時，試計(jì)算該集熱器可利用到的太陽輻射熱和它

35、的效率。例9-14 一平板型太陽能集熱器的示意圖如圖。平板玻璃覆蓋在吸熱表面上，且玻璃蓋板與吸熱表面圍成密閉空間。太陽總輻照度為800W/n2,天空溫度為0C。玻璃的太陽輻射穿透比抵為0.85，長波穿透比為0，反射比為0,長波發(fā)射率匂為0.9 ;吸熱表面對太陽 輻射的吸收比為1.0，表面長波發(fā)射率為0.15，其中所吸收熱量的70%!于加熱太陽能集熱器中的水以及通過吸熱表面的背面散熱損失了。玻璃蓋板與吸熱表面平行，兩者之間的距離為0.07m，其間存有空氣，即存在有限空間的自然對流換熱，此時玻璃蓋板與吸熱表面之間的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù) 九為0.040W/ ( m- K),玻璃蓋板與大氣環(huán)境表面對流換熱的表

36、面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為20W/(m2 - K)，大氣環(huán)境溫度卜I為30 C。試計(jì)算吸熱表面和玻璃蓋板的溫度。假設(shè)可以忽略玻璃的導(dǎo)熱熱阻，玻璃蓋板與吸熱表面之間的角系數(shù)為1。11、試確定如圖所示各種情況下的角系數(shù)。15、一外徑為100mm勺鋼管橫穿過室溫為 27C的大房間，管外壁溫度為100 C,表面發(fā)射宰為 0.85 。試確定單位管長的輻射散熱損失。16、有一 3mK 4m的矩形房間，高2.5m，地表面溫度為270C，頂表面溫度為12 C，房間四 周的墻壁均是絕熱的，所有表面的發(fā)射率均為 0.8 ，試用網(wǎng)絡(luò)法計(jì)算地板和頂棚的凈輻射換 熱量和墻表面的溫度。22、兩平行大平壁的發(fā)射率均為= 0.4 ,它們中

37、間放置兩面發(fā)射率均為 0.04的遮熱板。當(dāng) 平板的表面溫度分別為 250 C和40 C時，試計(jì)算輻射換熱量和遮熱板的表面溫度 （不計(jì)導(dǎo)熱 和對流換熱） 。如不用遮熱板時，輻射換熱量為多少？24、保溫(熱水)瓶瓶膽是一夾層結(jié)構(gòu)，且夾層表面涂水銀，水銀層的發(fā)射率& =0.04。瓶內(nèi)存放t1=100 C的開水，周圍環(huán)境溫度t2=20 C。設(shè)瓶膽內(nèi)外層的溫度分別與水和周圍環(huán)境大 致相同，求瓶膽的散熱量?？嘤脤?dǎo)熱系數(shù)為0.04W/(m K)的軟木代替瓶膽夾層保溫，問需用多厚的軟木才能達(dá)到熱水瓶原來的保溫效果？25、一矩形斷面的長隧道窯，斷面寬4m,高3m底面溫度為800K、發(fā)射率為0.6，頂面溫度為12

38、73K、發(fā)射半為0.8，兩側(cè)面均為絕熱面，試計(jì)算表面的凈輻射換熱量。第十章傳熱和換熱器例10-1為判斷冬季某廠房墻壁的散熱損失，在穩(wěn)態(tài)條件下，測得壁內(nèi)表面溫度 4=15.4 C;室內(nèi)氣溫 耳=20.6 C;廠房內(nèi)環(huán)境溫度 5心22C ;壁與周圍環(huán)境間的系統(tǒng)發(fā)射率 =0.9 ;壁高3m；求此壁面的散熱損失熱流密度q,并計(jì)算輻射熱流密度圍在總散熱損失中所占比例。例10-2車間內(nèi)一架空 的熱流體管道，鋼管內(nèi)徑d1=135mm壁厚2.5mm,外包保溫層厚度 為30mn，材料的導(dǎo)熱系數(shù)入=0.11W/(m K)，已知管道內(nèi)熱氣體平均溫度=163C。對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) h仁25.3W/(m2 K)。車間

39、內(nèi)溫度2=18C，管道周圍環(huán)境溫度 Jm=13C。為了減少管道的散熱，管道保溫層外表有兩種不同處理方式可供選擇：(1)刷白漆，& =0.9 ;(2)外包薄鋁皮& =0.1，試比較兩種情況下的管道傳熱系數(shù)、每米長管道的散熱量，并作 分析。計(jì)算中可忽略鋼管熱阻和白漆及鋁皮所附加的導(dǎo)熱熱阻。例10-3試計(jì)算某寒冷地區(qū)中空玻璃窗傳熱系數(shù)，已知數(shù)據(jù)列表如下:窗咼H(m)1.0室溫(本例切心血1)燈1(C)20中空玻璃間距3 (mm)12室外溫度(本例S心血2) S ( C )-2玻璃表面發(fā)射率&0.94玻璃厚度(mm4例10-4 塊“對流一輻射板”，如圖所示，與壁面平行，已知?dú)饬髋c輻射板、氣流與壁 面的

40、對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 卜相同，均為75W/(mK)。對流一輻射板表面發(fā)射率 眉=0.92 , 壁表面也具有相同的發(fā)射率。氣體流過壁與輻射板時的平均溫度為0=25OC，壁溫維持=100 C,試計(jì)算輻射板向壁面的輻射熱量(W/n2)及與原有的對流換熱之比。若表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)均降為50W/(m2 -K)效果又如何？為簡化起見，設(shè)對流一輻射板背向壁的一側(cè)為絕熱面，不參與對流和輻射，同時板的長度、寬度及離壁距離滿足輻射角系數(shù)X=1，可按平行平板計(jì)算輻射換熱。300 C冷卻至150 C，而冷例10-5試比較逆流與順流時的對數(shù)平均溫度差，已知熱流體由 流體由50C被加熱至100C,并與算術(shù)平均值比較。例10-6按例10-5的溫度條件計(jì)算一次交叉流，熱流體不混合，冷流體混合時的平均溫度 差。例10-7 管殼式蒸汽一空氣加熱器，空氣在管內(nèi)，要求將空氣由15 C加熱到50 C，空氣體積流量為廠=5Nn3/s，蒸汽為2xLPa絕對壓強(qiáng)的干飽和水蒸氣，凝結(jié)水為飽和水，已知傳熱系數(shù)k=75W/(m2 K)，求加熱器所需面積。例10-8 |設(shè)計(jì)一臥式管殼式蒸汽一一水加熱器，水在管內(nèi)，蒸汽在管外冷凝。水的質(zhì)量流量為3.5kg/s，要求從60C加熱到90C,加熱蒸汽是絕對壓強(qiáng)為 1.6