传输原理课后习题答案

文档鉴赏 第二章 流体静力学 吉泽升版 2 1 作用在流体上的力有哪两类 各有什么特点 解 作用在流体上的力分为质量力和表面力两种 质量力是作用在流体内部任何质点上的力 大小与质量成正比 由加速度产生 与质点外的流体无关 而表面力是指作用在流体表面 上的力 大小与面积成正比 由与流体接触的相邻流体或固体的作用而产生 2 2 什么是流体的静压强 静止流体中压强的分布规律如何 解 流体静压强指单位面积上流体的静压力 静止流体中任意一点的静压强值只由该店坐标位置决定 即作用于一点的各个方向的静压 强是等值的 2 3 写出流体静力学基本方程式 并说明其能量意义和几何意义 解 流体静力学基本方程为 hPhPP P Z P Z 00 2 2 1 1 g或 同一静止液体中单位重量液体的比位能 可以不等 比压强也可以不等 但比位 能和比压 强可以互换 比势能总是相等的 2 4 如图 2 22 所示 一圆柱体 d 0 1m 质量 M 50kg 在外 力 F 520N 的作用下压进容器中 当 h 0 5m 时达到平衡状态 求测压管中水柱高度 H 解 由平衡状态可知 2 mg 2 hHg d F 代入数据得 H 12 62m 2 5 盛水容器形状如图 2 23 所示 已知 hl 0 9m h2 0 4m h3 1 1m h4 0 75m h5 1 33m 求各点的表压强 解 表压强是指 实际压强与大气压强的差值 0 1 PaP 4900 g 2112 PahhPP 文档鉴赏 1960 g 1313 PahhPP 1960 34 PaPP 7644 g 4545 PahhPP 2 6 两个容器 A B 充满水 高度差为 a0为测量它 们之间的压强差 用顶部充满油的倒 U 形管将两容 器相连 如图 2 24 所示 已知油的密度 油 900kg m3 h 0 1m a 0 1m 求两容器中的压 强差 解 记 AB 中心高度差为 a 连接器油面高度差为 h B 球中心与油面高度差为 b 由流体 静力学公式知 ghg 42油水 PhP b ag 2 水 PPA gb 4水 PPB PagaPPPPP BA 1 1079 42 水 2 8 一水压机如图 2 26 所示 已知大活塞直径 D 11 785cm 小活塞直径 d 5cm 杠杆臂长 a 15cm b 7 5cm 活塞高度差 h 1m 当施力 F1 98N 时 求大活塞所能克服的载荷 F2 解 由杠杆原理知小活塞上受的力为 F3 aFbF 3 由流体静力学公式知 2 2 2 3 2 2 D F gh d F F2 1195 82N 2 10 水池的侧壁上 装有一根直径 d 0 6m 的圆管 圆管内口切成 a 45 的倾角 并在 这切口上装了一块可以绕上端铰链旋转的盖板 h 2m 如图 2 28 所 示 如果不计盖板自重以及盖板与铰链间的摩擦力 问开起盖板的 力 T 为若干 椭圆形面积的 JC a3b 4 解 建立如图所示坐标系 oxy o 点在自由液面上 y 轴沿着盖板壁 面斜向下 盖板面为椭圆面 在面上取微元面 dA 纵坐标为 y 淹深 为 h y sin 微元面受力为 AgyAghFdsindd 板受到的总压力为 2 2 2 3 2 D F 2 d F gh 文档鉴赏 AhAygAgF cc AA sinydsindF 盖板中心在液面下的高度为 hc d 2 h0 2 3m yc a h0 sin45 盖板受的静止液体压力为 F hcA 9810 2 3 ab 压力中心距铰链轴的距离为 X d 0 6m 由理论力学平衡理论知 当闸门刚刚转动时 力 F 和 T 对铰链的力矩代数和为 零 即 0 TxlFM 故 T 6609 5N 2 14 有如图 2 32 所示的曲管 AOB OB 段长 L1 0 3m AOB 45 AO 垂直放置 B 端封闭 管中盛水 其 液面到 O 点的距离 L2 0 23m 此管绕 AO 轴旋转 问转速为多少时 B 点的压强与 O 点的压强相同 OB 段中最低的压强是多少 位于何处 解 盛有液体的圆筒形容器绕其中心轴以等角速度 旋转时 其管 内相对静止液体压强分布为 z r PP 2 22 0 以 A 点为原点 OA 为 Z 轴建立坐标系 O 点处面压强为 20 glPP a B 处的面压强为gZPP aB 2 r2 2 其中 Pa 为大气压 211 45cos 45sLLZinLr 当 PB PO 时 9 6rad s OB 中的任意一点的压强为 2 r 2 22 LrgPP a 对上式求 P 对 r 的一阶导数并另其为 0 得到 2 g r 即 OB 中压强最低点距 O 处 m r L15 0 45sin 代入数据得最低压强为 Pmin 103060Pa 44 0 45sin 0 4 45sin 1 245sin h A J 3 0c ab h a ba d y yl c c 文档鉴赏 第三章习题 吉泽升版 3 1 已知某流场速度分布为 试求过点 3 1 4 的流线 解 由此流场速度分布可知该流场为稳定流 流线与迹线重合 此流场流线微分方程为 即 求解微分方程得过点 3 1 4 的流线方程为 3 2 试判断下列平面流场是否连续 解 由不可压缩流体流动的空间连续性方程 3 19 20 知 当 x 0 1 或 y k k 0 1 2 时连续 3 4 三段管路串联如图 3 27 所示 直径 d1 100 cm d2 50cm d3 25cm 已知断面平均速度 v3 10m s 求 v1 v2 和质量流量 流体为水 解 可压缩流体稳定流时沿程质量流保持不变 故 3 3 2 zuyuxu zyx 1 3 1 2 3 3 yz yx yxuyx yx cos3 sinu 33 yxyy yx xxx y x sin13sinsin3 232 3 332211 QAvAvAvvA sm A Av 625 0 v 1 33 1 m s5 2 2 33 2 A Av v 文档鉴赏 质量流量为 3 5 水从铅直圆管向下流出 如图 3 28 所示 已知管直径 d1 10 cm 管口处的水流速度 vI 1 8m s 试求管口下方 h 2m 处的水 流速度 v2 和直径 d2 解 以下出口为基准面 不计损失 建立上出 口和下出口面伯努利方程 代入数据得 v2 6 52m s 由 得 d2 5 3cm 3 6 水箱侧壁接出一直径 D 0 15m 的管路 如图 3 29 所示 已知 h1 2 1m h2 3 0m 不计任何损失 求下列两种情况下 A 的压强 1 管路末端安一喷嘴 出口直径 d 0 075m 2 管路末端没有喷 嘴 解 以 A 面为基准面建立水平面和 A 面的伯努利方程 以 B 面为基准 建立 A B 面伯努利方程 1 当下端接喷嘴时 解得 va 2 54m s PA 119 4KPa 2 当下端不接喷嘴时 sA Kg490vQM 33 水 g vP g vP h aa 2 0 2 2 2 2 1 2211 vAvA g vPP h aAa 2 00 2 D 2 1 abAa P g vP g v h 2 0 22 D 22 2 bbaa AvAv ba vv 文档鉴赏 解得 PA 71 13KPa 3 7 如图 3 30 所示 用毕托管测 量气体管道轴线上的流速 Umax 毕托管与倾斜 酒精 微压 计相连 已知 d 200mm sin 0 2 L 75mm 酒精密度 1 800kg m3 气 体密度 2 1 66Kg m3 Umax 1 2v v 为平均速度 求气体质量 流量 解 此装置由毕托管和测压管组合而成 沿轴线取两点 A 总压 测点 测静压点为 B 过 AB 两点的断面建立伯努利方程有 其中 ZA ZB vA 0 此时 A 点测得 的是总压记为 PA 静压为 PB 不计水头损失 化简得 由测压管知 由于气体密度相对于酒精很小 可忽略不计 由此可得 气体质量流量 代入数据得 M 1 14Kg s 3 9 如图 3 32 所示 一变直径的管段 AB 直径 dA 0 2m dB 0 4m 高差 gg v 2 vP Z 2 P Z 2 AA A 2 maxB B 气气 2 maxB A 2 1 P Pv 气 agLcosP P B A气酒精 2 1 max cos2 agL v A v A 2 1 vM max 22 文档鉴赏 h 1 0m 用压强表测得 PA 7x104Pa PB 4x104Pa 用流量计 测得管中流量 Q 12m3 min 试判断水在管段中流动的方向 并 求损失水头 解 由于水在管道内流动具有粘性 沿着流向总水头必然降低 故 比较 A 和 B 点总水头可知管内水的流动方向 即 管内水由 A 向 B 流动 以过 A 的过水断面为基准 建立 A 到 B 的伯努利方程有 代入数据得 水头损失为 hw 4m 第九章第九章 导导 热热 1 对正在凝固的铸件来说 其凝固成固体部分的两侧分别为砂型 无气隙 及固液分界面 试列出两侧的边界条件 解 有砂型的一侧热流密度为 常数 故为第二类边界条件 即 0 时 n tzyxq T 固液界面处的边界温度为常数 故为第一类边界条件 即 0 时 w f 注 实际铸件凝固时有气隙形成 边界条件复杂 常采用第 三类边界条件 3 用一平底锅烧开水 锅底已有厚度为 3mm 的水垢 其热导率 为 1W m 已知 与水相接触的水垢层表面温度为 111 通过锅底的热流密度 q 为 42400W m2 试求金属 锅底的最高温度 解 热量从金属锅底通过水垢向水传导的过程可看成单层壁导热 由公式 9 11 知 smvsmv sAvv ba bbaa 592 1 366 6 m 60 12 QA 3 m g v 2 9 2 P 0H 2 aA A m g v h2 5 2 P H 2 bB B w ba h g v h g v 2 P 2 P 0 2 B 2 A 文档鉴赏 C q T 0 3 2 127 1 10342400 111 得 238 2 T 121 ttt 1 t 4 有一厚度为 20mm 的平面墙 其热导率 为 1 3W m 为使墙的每平方米热损失不 超过 1500W 在外侧表面覆盖了一层 为 0 1 W m 的隔热材料 已知复合壁两侧表面 温 度分布 750 和 55 试确定隔热层的厚度 解 由多层壁平板导热热流密度计算公式 9 14 知每平方米墙的热损失为 1500 2 2 1 1 21 TT 1500 1 03 1 02 0 55750 2 得 mm 8 44 2 6 冲天炉热风管道的内 外直径分别为 160mm 和 170mm 管外覆盖厚度为 80mm 的石棉隔 热层 管壁和石棉的热导率分别为 1 58 2W m 2 0 116W m 已知管道内表面温 度为 240 石棉层表面温度为 40 求每米长管道的热损失 解 由多层壁圆管道导热热流量公式 9 22 知 CT o 240 1 2 58 33 0 17 0 16 0 40 1321 0 3 mdmdmdCT116 0 2 所以每米长管道的热损失为 mw ll d d l d d l TT l nnnn 6 219 718 5 001 0 20014 3 2 116 0 17 0 33 0 2 58 16 0 17 0 40240 14 3 2 2 2 2 3 1 1 2 31 7 解 查表已知 00019 0 1 2 t CCCtmmm 000 975 3001650 2 1 37 0 370 2 07 8338 37 0 28525 2 3001650 285525 2 97500019 01 2mwTq 8 外径为 100mm 的蒸汽管道覆盖隔热层采有密度为 20Kg m3的超细玻璃棉毡 已知蒸汽 管外壁温度为 400 要求隔热层外壁温度不超过 50 而每米长管道散热量小于 163W 试确定隔热层的厚度 解 已知 163 50 1 0 400 211 w L CtmdCt oo 查附录 C 知超细玻璃棉毡热导率 Ctt o 225 2 50400 08475 0 00023 0 033 0 文档鉴赏 由圆筒壁热流量计算公式 9 20 知 163 1 0 50400 08475 0 14 3 2 2 2 1 2 d l d d l T l Q nn 得 314 0 2 d 而 得出 2 d 2 1 dmdd107 0 1 0314 0 2 1 2 1 12 9 解 UImmmw0375 0 5 37 2 75150 845 1 123 0 15 356 0 3 47 8 52 15 0 075 0 14 3 0375 0 845 1 21 Tdd 10 在如图 9 5 所示的三层平壁的稳态导热中 已测的 t1 t2 t3及 t4分别为 600 500 200 及 100 试求各层热阻的比例 解 根据热阻定义可知 而稳态导热时各层热流量相同 由此可得各层热阻之比为 q T Rt 433221 321 ttttttRRR ttt 100 300 100 1 3 1 11 题略 解 参考例 9 6 4579 0 3600 120 10 69 0 2 5 0 2 6 at x N 查表 代入式得46622 0 Nerf 0 NerfTTTT ww kk 46622 0 1037293 1037 3 709 12 液态纯铝和纯铜分别在熔点 铝 660 铜 1083 浇铸入同样材料构成的两个砂型 中 砂型的密实度也相同 试问两个砂型的蓄热系数哪个大 为什么 答 此题为讨论题 砂型的蓄热系数反映的是材料的蓄热能力 综合反映材料蓄热和导热 能力的物理量 取决于材料的热物性 cb 两个砂型材料相同 它们的热导率 和比热容 c 及紧实度都相同 故两个砂型的蓄热系数 一样大 cb 文档鉴赏 注 铸型的蓄热系数与所选造型材料的性质 造型材料的性质 型砂成分的配比 砂型的紧实度及冷铁等因 素有关 考虑温度影响时 浇注纯铜时由于温度较纯铝的高 砂型的热导率会增大 比热和密 度基本不变 从而使得砂型蓄热系数会有所增大 13 试求高 0 3m 宽 0 6m 且很长的矩形截面铜柱体放入加热炉内一小时后的中心温度 已知 铜柱体的初始温度为 20 炉温 1020 表面传热系数 a 232 6W m2 34 9W m c 0 198KJ Kg 780Kg m3 解 此题为二维非稳态导热问题 参考例 9 8 可看成 两块无限大平板导热求解 铜柱中心温度最低 以其为 原点 以两块平板法线方向为坐标轴 分别为 x y 轴 则有 热扩散率 5 3 10 26 2 7800 10 198 0 9 34 c a s 999 1 9 34 3 0 6 232 1 x Bi 904 0 3 0 3600 10 26 2 2 4 2 1 0 at F x 9997 0 9 34 15 0 6 232 2 y Bi 62 3 15 0 3600 10 26 2 2 5 2 2 0 at F y 查 9 14 得 45 0 0 x m 08 0 0 y m 钢镜中心的过余温度准则为036 0 08 0 45 0 000 y m x mm 中心温度为 0 036 293 1293 1293 fm TT 0 036 0 1257k 984 15 一含碳量 Wc 0 5 的曲轴 加热到 600 后置于 20 的空气中回火 曲轴的质量为 7 84Kg 表面积为 870cm2 比热容为 418 7J Kg 密度为 7840Kg m3 热导率为 42W m 冷却过程的平均表面传热系数取为 29 1W m2 问曲轴中心冷却到 30 文档鉴赏 所经历的时间 原题有误 解 当固体内部的导热热阻小于其表面的换热热阻时 固体内部的温度趋于一致 近似认 为固体内部的温度 t 仅是时间 的一元函数而与空间坐标无关 这种忽略物体内部导热热 阻的简化方法称为集总参数法 通常 当毕奥数 Bid 近似地采用稳态 工况下获得的准则式来比较两种情况下自然对流表面传热系数 则有 1 水平放置 2323 1rr gTvTdgTvTlPG n rrP GcNu 111 41 53 0 1 n c 2 竖直放置 2323 2 TvTLgTvTlgPG rr n rrP GcNu 222 41 59 0 2 n c 43 221121 59 0 53 0 L d PGcPGcNuNu n rr n rr 1 6 110 10 1 59 0 53 0 43 2121 L Nu d Nu 由此可知 对给定情形 水平放置时冷却比较快 所以为了加速冷却 圆柱体应水平放置 3 一热工件的热面朝上向空气散热 工件长一热工件的热面朝上向空气散热 工件长 500mm 宽 宽 200mm 工件表面温度 工件表面温度 220 室温室温 20 试求工件热面自然对流的表面传热系数 试求工件热面自然对流的表面传热系数 对原答案计算结果做了修改 对原答案计算结果做了修改 解 定性温度 120 2 20220 2 fw tt t 定性温度下空气的物理参数 112 1034 3 Cmw 1045 25 126 smv686 0 r P 特征尺寸 mmmL35 0 350 2 200500 热面朝上 故为湍流 1010267 2 686 0 120273 1045 25 35 0 20220 81 9 68 26 2 2 3 rrr P Tv TLg PG 查表得 15 0 c31 46 91 10267 2 15 0 3 18 n rrP GcNu 73 8 35 0 1034 3 46 91 2 2 Cmw L Nu 4 上题中若工件热面朝下散热 试求工件热面自然对流表面传热系数上题中若工件热面朝下散热 试求工件热面自然对流表面传热系数 解 热面朝下 层流 查表得 115 1010 rrP G51 58 0 nc 文档鉴赏 197 27 10267 2 58 0 2 08 Nu Cmw L Nu 2 2 595 2 35 0 1034 3 197 29 5 有一热风炉外径有一热风炉外径 D 7m 高 高 H 42m 当其外表面温度为 当其外表面温度为 200 与环境温度之差为 与环境温度之差为 40 求自然对流散热量 求自然对流散热量 原答案缺少最后一步 已添加 原答案缺少最后一步 已添加 解 定性温度 Ct 180 2 40200 200 定性温度下空气的物性参数为 112 1078 3 Cmw 1049 32 126 smv0681 r P 依题应为垂直安装 则特征尺寸为 H 42 m 为湍流 13 26 3 2 3 1014 4 681 0 273180 1049 32 424081 9 rrr P Tv THg PG 查表得 1 0 c 3 1 n 27 1590 1014 4 1 0 333 0 13 Nu CmwHNu 2 2 1 3 42 1078 3 27 1590 自然对流散热量为自然对流散热量为 WTTAQ fw 5 10145 1 404271 3 7 在外掠平板换热问题中 试计算在外掠平板换热问题中 试计算 25 的空气及水达到临界雷诺数各自所需的板长 取流速的空气及水达到临界雷诺数各自所需的板长 取流速 v 1m s 计算 平板表面温度计算 平板表面温度 100 原答案计算有误 已修改 原答案计算有误 已修改 解 定性温度为C tt fw m 5 62 2 25100 2 t 1 对于空气查附录计算得 smv C 1023 19105 2 10 97 1802 20 97 18 266 5 62 mvvRlvlvR ee 62 9 11023 19105 65 2 对于水则有 smv C 10462 0 105 2 10 415 0 478 0 478 0 266 5 62 mvvlvlv231 0 110462 0 105ReRe 65 文档鉴赏 8 在稳态工作条件下 在稳态工作条件下 20 20 的空气以的空气以 10m s10m s 的速度横掠外径为的速度横掠外径为 50mm50mm 管长为 管长为 3m3m 的圆管后 的圆管后 温度增至温度增至 40 40 已知横管内匀布电热器消耗的功率为 已知横管内匀布电热器消耗的功率为 1560W1560W 试求横管外侧壁温 试求横管外侧壁温 原答案 原答案 定性温度计算有误 已修改 定性温度计算有误 已修改 解 采用试算法 假设管外侧壁温为 60 则定性温度为 Cttt fw 402 2060 2 查表得 112 1076 2 Cmw m 126 1096 16 smvm699 0P r 4 6 3 1095 2 1096 16 105010 Re vVd40000Re4000 618 0 171 0 n c 985 98 1095 2 171 0 Re 618 0 4 n cNu Cmw d Nu 975 55 1050 1083 2 985 98 2 3 2 即 fw TTA CTT ww 17 79 20 3105014 3 975 551560 3 与假设不符 故重新假设 设壁温为 则定性温度 C 80 C tt t fw m 50 2 2080 2 查表得 112 1083 2 Cmw m 126 1095 17 smvm698 0 r P 4 6 3 1079 2 1095 17 105010 Re vVd40000Re4000 618 0 171 0 n c 49 95 1079 2 171 0 Re 618 0 4 n cNu Cmw d Nu 38 55 1050 1090 2 49 95 2 3 2 即 fw TTA CTT ww 80 79 20 3105014 3 38 551560 3 与假设温度误差小于 5 是可取的 即壁面温度为 79 80 10 压力为压力为 1 013 105Pa 的空气在内径为的空气在内径为 76mm 的直管内强制流动 入口温度为的直管内强制流动 入口温度为 65 入口体 入口体 积流量为积流量为 0 022m3 s 管壁平均温度为 管壁平均温度为 180 试问将空气加热到 试问将空气加热到 115 所需管长为多少 所需管长为多少 文档鉴赏 解 强制对流定性温度为流体平均温度流体平均温度 查查附录 FCTf 0 90 2 11565 得 CKgJCCmwsm pff 0302126 10009 1 1013 3 1010 22 SPP afrf 105 21 69 0 6 为旺盛湍流 44 62 101067 1 1010 22038 0 14 3 022 0 076 0 f v f ef v A q d v vd R 由于流体温差较大应考虑不均匀物性的影响 应采用实验准则式 10 23 或 24 计算 Nuf 即 3 25 618 0 1800 wrww PCT 6 10 SPa 14 0 6 6 3 08 0414 0 3 08 0 10 3 25 10 5 21 69 0 1067 1 027 0 027 0 w f rfefuf PRN 56 397 Cmw d N f u 02 2 23 23 076 0 1013 3 397 56 质量流量sKgqq vm 0214 0 972 0 022 0 散热量 JTTCqQ pm 63 1079 65115 10009 1 0214 0 3 12 fwfw TTdlTTAQ 14 2 076 0 14 3 90180 23 23 63 1079 ml 因为 所以需要进行入口段修正 6016 28 076 0 14 2 d l 入口段修正系数为1 1 14 2 076 0 1 L d 1 76 0 7 0 1 Cm 2 1 w48 2524 231 1 mL97 1 076 0 14 39018048 25 63 1079 文档鉴赏 所需管长 文档鉴赏 11 解 4 08 0 r 0 023 0 N701 0 P42 5 P30 reufurf PRN l Ct 时 空水 CwmCwm 012012 1067 2 10 8 61 空水 25 5 1067 2 10 8 61 701 0 42 5 P P 2 2 4 0 4 0 r 4 0 r 空空 水水 空 水 12 管内强制对流湍流时的换热 若管内强制对流湍流时的换热 若 Re 相同 在相同 在 tf 30 条件下水的表面传热系数比空气条件下水的表面传热系数比空气 的高多少倍 的高多少倍 解 定性温度 30 f t 查附录 D 得到 查附录 F 得到 42 5 水fr PCmw 水 12 108 61 为湍流 故相同701 0 空气rf PCmw 空气 12 1067 2 f Re 4 08 0 PrRe023 0 水水fff Nu 4 08 0 PrRe023 0 空气空气fff Nu 46 52 1067 2 10 8 61 701 0 42 5 PrPr 2 4 04 0 2 空气 水 空气水 空气 水 ff 在该条件下 水的表面传热系数比空气高 52 46 倍 第十一章第十一章 辐射换热辐射换热 1 100W 灯泡中钨丝温度为灯泡中钨丝温度为 2800K 发射率为 发射率为 0 30 1 若 若 96 的热量依靠辐射方的热量依靠辐射方 式散出 试计算钨丝所需要最小面积 式散出 试计算钨丝所需要最小面积 2 计算钨丝单色辐射率最大时的波长 计算钨丝单色辐射率最大时的波长 解 1 钨丝加热发光 按黑体辐射发出连续光谱 3 0 KmWCb 2 67 5 文档鉴赏 96 100 100 2800 4 112 1 ACb 将数据代入为 A1 9 2 10 5 96 100 2800 5 67A 0 3 4 1 2 由维恩位移定律知 单色辐射力的峰值波长与热力学温度的关系 m k 当 T 2800k 时 1 034 10 6m 3 10 8976 2 T m m 3 一电炉的电功率为 1KW 炉丝温度为 847 直径为 1mm 电炉的效率 辐射功 率与电功率之比 为 0 96 炉丝发射率为 0 95 试确定炉丝应多长 解 由黑度得到实际物体辐射力的计算公式知 4 1 34 11b111 100 96 0 10 100 T DlC T ACEAEA bb 343 10 96 0 100 273847 10 3 14 5 67 0 95 l ml607 3 4 试确定图 11 28 中两种几何结构的角系数 X12 解 由角系数的分解性得 BB XXX 1 2 12 1 由角系数的相对性得 1 2 1 1 1 1 2 3 5 1 5 1 BB B BB XX A A XX ABABB XXX 1 1 1 2 1 2 1 2 1 2 2 1 2 5 5 1 5 1 5 2 BB B BB XX A A XX 所以 1 2 2 1 2 ABABB XXX ABABB XXX 2 1 2 1 2 对于表面 B 和 1 A X 1 5 Y 1 5 Z 2 时 查表得333 1 1 X Z X Y 对于表面 B 和 A X 1 5 Y 1 5 Z 1 211 0 1 AB X667 0 1 X Z X Y 查表得 所以 172 0 AB X039 0 172 0 211 0 1 1 ABABB XXX 对表面 2 B 和 1 A 0585 0 039 0 2 3 2 3 1 1 BB XX X 1 5 Y 2 5 Z 2 查表得 对于表面333 1 667 1 X Z X Y 15 0 1 2 AB X 文档鉴赏 2 B A X 1 5 Y 2 5 Z 1 查表得 667 0 667 1 X Z X Y 115 0 2 AB X 所以 035 0115 015 0 2 1 2 1 2 ABABB XXX 0875 0 035 0 5 2 2 5 1 2 2 1 BB XX 029 0 0585 0 0875 0 1 2 12 1 BB XXX 由角系数的分解性 1 21 2 1 2 1 22 1 5 1 5 1 XX A A XX AA XXX 2 1 21 2 对表面 2 和 A X 1 5 Y 1 Z 1 查表得 对面67 0 67 0 X Z X Y 23 0 2 A X 2 和 1 A X 1 5 Y 1 Z 2 33 1 67 0 X Z X Y 查表得 代入数据得 所以27 0 1 2 A X AA XXX 2 1 21 2 04 0 1 2 X 04 0 1 22 1 XX 5 两块平行放置的大平板的表面发射率均为 0 8 温度分别为 t1 527 和 t2 27 板 的间距远小于板的宽与高 试计算 1 板 1 的本身辐射 2 对板 1 的投入辐射 3 板 1 的反射辐射 4 板 1 的有效辐射 5 板 2 的有效辐射 6 板 1 与 2 的辐射换热 量 解 由于两板间距极小 可视为两无限大平壁间的辐 射换热 辐射热阻网络如图 包 括空间热阻和两个表 面辐射热阻 0 8 辐射换热量计算公式为 11 29 2 44 21 21 1 12 2 1 7 15176 1 8 0 1 8 0 1 100 300 100 800 67 5 1 11 qmW EE A bb 2 2 22 2 1 1 1 11 1 1 2 1 1 1 q bb EJ q JE A 同理 文档鉴赏 其中 J1和 J2为板 1 和板 2 的有效辐射 将上式变换后得 2 4 1 1 2 111 1 19430 8 0 8 01 7 1517 100 800 67 5 1 mW qEJ b 2 4 2 2 2 122 4 4253 8 0 8 01 7 1517 100 300 67 5 1 mW qEJ b 故 1 板 1 的本身辐射为 2 4 111 5 18579 100 800 67 5 8 0mWEE b 2 对板 1 的投入辐射即为板 2 的有效辐射 2 21 4 4253mWJG 3 板 1 的反射辐射为 1 1 0 2 2 11211 68 850 5 18579 1 19430mWEJJG b 4 板 1 的有效辐射为 5 板 2 的有效辐射为 2 1 1 19430mWJ 6 由于板 1 与 2 间的辐射换热量为 2 2 4 4253mWJ 2 2 1 7 15176qmW 6 设保温瓶的瓶胆可看作直径为 10cm 高为 26cm 的圆柱体 夹层抽真空 夹层两内 表面发射率都为 0 05 试计算沸水刚注入瓶胆后 初始时刻水温的平均下降速率 夹 层两壁壁温可近似取为 100 及 20 解 1 11 100100 1 11 100100 1 11 21 4 2 4 1 21 4 2 4 1 1 21 21 2 1 TT DhC TT CA EEA bb bb 代入数据得w 而 查附录知 100 42 1 2 1 Tcmt 2 1 Vccmt T 2 12 1 水的物性参数为 3 g 4 958 g 22 4 mKCKKJC 代入数据得 s 4 10 72 1 t T 7 两块宽度为 W 长度为 L 的矩形平板 面对面平行放置组成一个电炉设计中常见 的辐射系统 板间间隔为