《传热学》课后习题答案(第四版).doc

即随室外风力减弱，散热量减小。但因墙的热阻主要在绝热层上，室外风力变化对散热量的影响不大。第2章2-4 解：按热平衡关系有：，得： ，由此得：2-9 解：由从附录5查得空气层的导热系数为双层时： 单层时： 两种情况下的热损失之比：题2-15解：这是一个通过双层圆筒壁的稳态导热问题。由附录4可查得煤灰泡沫砖的最高允许温度为300。设矿渣棉与媒灰泡沫砖交界面处的温度为tw，则有 （a） （b） 由此可解得：300 又由式（a）可知，在其他条件均不变的情况下，增加煤灰泡沫砖的厚度2对将使增大，从而损失将减小；又由式（b）左边可知tw将会升高。2-17 解：本题为通过圆筒壁的传热问题(1)换热表面洁净时：（2）外壁结烟灰时：（3）内壁结水垢时：2-18 解：（1）材料a紧贴壁面时，每米长管道的总热阻为 （2）材料b紧贴壁面时，每米长管道的总热阻为 因内、外表面温差不变，故散热损失与热阻成反比：即：材料a(导热系数较小)紧贴壁面时，散热损失较小。对于平壁，这种影响不存在。2-22 解：由于储液容器采取了良好的保温措施，保温层的热阻是整个散热过程的主要热阻，故暂时可忽略两侧的对流热阻，按通过球壁的导热过程估算其散热量：液氮每天的蒸发量：2-36 解：，将上面两式应用于之间，有，即将上面两式应用于之间，有，即由上述两式联立，可解得：2-63 解第3章3-33 由附录5得 又由已知条件可得：， 由附录16图1查得，所以3-60.解: 炉底为耐火材料, 故可近似地认为炉底外表面是绝热的, 故可看成是厚的无限大平板两侧对称受热的非稳态导热问题.，由图3-8查得：即：，。由图3-7查得：即：第6章6-76-14(1) 换热类型：管内强迫对流换热 (2) 定性温度：流体平均温度tf =(115+65)/2=90 物性参数(空气): 特征长度：管子内径 (3) 特征流速: 流态: (4) 各种修正系数: 直管， cr=1；温差=180-90=9050，应进行温差修正；管长未知，故先假定c1=1(5) 选用公式: (气体被加热) (6) nu数与表面传热系数h: (7) 由热平衡关系求管长l： 热平衡关系： 所以： （8）验算管长（不满足假定），故应进行入口效应修正(9) 假定l重新计算假定l=2.80m, , (与假定值不符)再假定l=2.67m, ；, 与假定值基本相符, 故：l=2.67m；6-16(1) 换热类型：管槽内(环形空间)强迫对流换热 (2) 定性温度：流体平均温度tf =(30+50)/2=40 物性参数(水)： 特征长度：当量直径 (3) 特征流速： 流态：(4) 各种修正系数：管长未知，故先取c1=1；直管，cr=1温差=100-40=6030，故应进行温差修正(5) 选用公式：(液体被加热) (6) nu数与表面传热系数h计算: (7) 由热平衡关系求管长：热平衡关系: 所以：（8）验算管长 （满足假定），所以所求管长即为(9) 管子出口局部热流密度6-16 另解: (1) (3) 同前, 另有(4) 选用gnielinski公式: (5) nu数与表面传热系数h计算:设，则 (6) 由热平衡关系求管长l：热平衡关系： 所以：（7）验算管长将管长的计算值(2.74m)与假定值(2.75m)比较，两者基本相同，即满足假定。所以所求管长即为(8) 管子出口局部热流密度6-20解：(1) 换热类型：管内(螺旋管)强迫对流换热 (2) 定性温度：流体平均温度tf.。假设tf”=60，则tf =(20+60)/2=40 物性参数(水): 特征长度：管子内径d=0.012m (3) 特征流速：流态：(4) 各种修正系数：管长l=4d=1.885m，l/d=1.885/0.012=15760，故c1=1螺旋管， cr=1+10.3(d/r)3=1+10.3(0.012/0.075)3=1.0422；温差=80-40=4030，应进行温差修正；(5) 选用公式：(液体被加热) (6) nu数与表面传热系数h计算： (7) 对流换热量：(8) 检验出口温度：由热平衡关系: , 该值与假定值有一定差别,故重新计算。经多次试算后可得: 6-26 (1) 换热类型： 外掠平板强迫对流换热(2) 定性温度：平均膜温tm =(20+150)/2=85物性参数(空气):特征长度：散热片长度l=0. 12m(3) 特征流速：流态： (4) 选用公式：(外掠平板强迫对流层流)(5) 表面传热系数h：(6) 肋片的散热量：6-34 (1) 换热类型： 外掠单管强迫对流换热(2) 定性温度：平均膜温tm =(31+15)/2=23物性参数(空气):特征长度：外径d=0. 35m(3) 特征流速：流态： (4) 选用公式：按表(外掠平板强迫对流层流)(5) 表面传热系数h：(6) 单位时间散热量： （7）2个半小时内共散热：6-38(1) 换热类型：外掠管束(叉排)强迫对流换热(2) 定性温度：流体平均温度tf =133物性参数(空气)：特征长度：管子外径d=0. 04m(3) 特征流速：流态：，又有(4) 选用公式：根据re与的值及管排数n=10，由表6-8、9查得： (5) 表面传热系数h：6-48：换热类型：竖平板及水平板的大空间自然对流换热定性温度：平均膜温tm=（28+12）/2=20 物性参数(空气)：(1)侧面：换热类型：竖平板的大空间自然对流换热特征长度：平板长度l=0.3m选用公式：努塞尔数及表面传热系数的计算： 散热量：(2)上表面：换热类型：水平板冷面朝上(相当于热面朝下) 大空间自然对流换热特征长度： （因0.3）选用公式：努塞尔数及表面传热系数的计算： 散热量：(3)下表面：换热类型：水平板冷面朝下(相当于热面朝上) 大空间自然对流换热特征长度：同上表面选用公式：努塞尔数及表面传热系数的计算： 散热量：(4)单位管长管道的总散热量为：注意：本题中，侧面与上、下两表面的特征尺寸不同，故数亦不同。6-55：（1）加夹层时：换热类型：水平空气夹层自然对流换热定性温度：夹层平均温度tm=（tw1+tw2）/2=（90+30）/2=60 物性参数(空气)：特征长度：夹层厚=0.1m选用公式：努塞尔数及表面传热系数的计算： 散热量：(2) 无夹层时：换热类型：水平板大空间自然对流换热（热面朝上）定性温度：平均温度tm=(tw+t)/2=（90+20）/2=55 物性参数(空气)：特征长度：选用公式：努塞尔数及表面传热系数的计算： 散热量：第9章9-6 (1) (2) (3) (4) 设想在球的顶面也有一块无限大平板3(如右图)，由角系数的完整性，可得 9-7 (b)由线算可查得因, 所以 由角系数的相对性，9-14.设开口处为表面，表面和服为a1，其余沟槽表面为a2，则有：(a) ; (b) (c) 9-27.由于抽真空，夹层中的对流换热与导热可忽略不计，只需考虑辐射而引起的换热： 9-30.设：小孔为“1”，面积为a1；内腔为“2”总表面积为a2，则： 又有：，。所以：(1) (2)9-33. 辐射系统如下图所示:其中，表面1为温度等于炉温的黑体，表面2为温度等于室温的黑体，表面3为重辐射面。网络图如上面右图所示。 所以，散失的热量为：9-37. 两圆盘表面分别记为1、2，第三表面记为3，。由角系数线算图查得：。系统的辐射网络图如下：其中: (1) “3”为大房间时： 对节点j1、j2可列出下列方程： 将的数值代入上式并整理后得：解得：。 故：(2) “3”为绝热腔时：间的等效热阻为()9-38.(1) 无遮热罩时,单位长度圆筒上的辐射换热量(2) 加遮热罩3后, 其辐射网络图为: 其中: 单位长度圆筒上的辐射换热量为:9-39.设：炉底为1，四周为2，炉顶为3。辐射网络图为：其中: 9-42.两种情况下的辐射网络图分别为: 根据已知条件可列出下面两个方程：及因,故上面两式可化为; 及 即：及由此两式得：解得：9-60.设层顶表面温度为t，周围空气温度，天空温度稳态下层顶所吸收的太阳能等于其向环境的自然对流散热量与辐射散热量之和，即：即： ，最后解得：四年的艰苦跋涉，五个月的精心准备，毕业论文终于到了划句号的时候，心头照例该如释重负，但写作过程中常常出现的辗转反侧和力不从心之感却挥之不去。论文写作的过程并不轻松，工作的压力时时袭扰，知识的积累尚欠火候，于是，我只能一次次埋头于图书馆中，一次次在深夜奋笔疾书。第一次花费如此长的时间和如此多的精力，完成一篇具有一定学术价值的论文，其中的艰辛与困难难以诉说，但曲终幕落后留下的滋味，值得我一生慢慢品尝。敲完最后一个字符，重新从头细细阅读早已不陌生的文字，我感触颇多。虽然其中没有什么值得特别炫耀的成果，但对我而言，是宝贵的。它是无数教诲、关爱和帮助的结果。我要感谢我的指导教师fanny老师。范老师虽身负教学、科研重任，仍抽出时间，不时召集我和同门以督责课业，耳提面命，殷殷之情尽在谆谆教诲中。这篇论文更倾注了她的大量心血。从初稿到定稿，范老师不厌其烦，一审再审，大到篇章布局的偏颇，小到语句格式的瑕疵，都一一予以指出。同时，我要感谢传播与艺术学院所有给我上过课老师，是他们传授给我方方面面的知识，拓宽了我的知识面，培养了我的功底，对论文的完成不无裨益。我还要感谢学院的各位工作人员，他们细致的工作使我和同学们的学习和生活井然有序。衷心感谢实习单位中国青年政治学院新闻中心的所有老师。他们时时关注我的论文写作，并从多方面给予了有力支持，让我能够全身心地投入到论文写作中。谨向我的父母和家人表示诚挚的谢意。他们是我生命中永远的依靠和支持，他们无微不至的关怀，是我前进的动力；他们的殷殷希望，激发我不断前行。没有他们就没有我，我的点滴成就都来自他们。让我依依不舍的还有各位学友、同门和室友。在我需要帮助的时候，_等学友伸出温暖的双手，鼎立襄助。能和相遇、相交、相知是人生的一大幸事。本论文的完成远非终点，文中的不足和浅显之处则是我新的征程上一个个新的起点。我将继续前行！四年的艰苦跋涉，五个月的精心准备，毕业论文终于到了划句号的时候，心头照例该如释重负，但写作过程中常常出现的辗转反侧和力不从心之感却挥之不去。论文写作的过程并不轻松，工作的压力时时袭扰，知识的积累尚欠火候，于是，我只能一次次埋头于图书馆中，一次次在深夜奋笔疾书。第一次花费如此长的时间和如此多的精力，完成一篇具有一定学术价值的论文，其中的艰辛与困难难以诉说，但曲终幕落后留下的滋味，值得我一生慢慢品尝。敲完最后一个字符，重新从头细细阅读早已不陌生的文字，我感触颇多。虽然其中没有什么值得特别炫耀的成果，但对我而言，是宝贵的。它是无数教诲、关爱和帮助的结果。我要感谢我的指导教师fanny老师。范老师虽身负教学、科研重任，仍抽出时间，不时召集我和同门以督责课业，耳提面命，殷殷之情尽在谆谆教诲中。这篇论文更倾注了她的大量心血。从初稿到定稿，范老师不厌其烦，一审再审，大到篇章布局的偏颇，小到语句格式的瑕疵，都一一予以指出。同时，我要感谢传播与艺术学院所有给我上过课老师，是他们传授给我方方面面的知识，拓宽了我的知识面，培养了我的功底，对论文的完成不无裨益。我还要感谢学院的各位工作人员，他们细致的工作使我和同学们的学习和生活井然有序。衷心感谢实习单位中国青年政治学院新闻中心