传热学课后习题答案

作业 解 初始温度为200 直径为5cm的铝质长圆柱体 突然暴露在温度为70 的环境中 表面传热系数 试计算1min后 半径为1 25cm处的温度及单位管长圆柱体的热损失 查图 求热损失 查图 3 11 一温度为21 横截面积为50mm 100mm的矩形长杆放入温度为593 的热处理炉中消除热应力 宽100mm的一面置于炉子底面上 长杆表面与高温流体的表面传热系数为114 根据工艺要求 要加热到580 以上才能消除应力 试说明1h后 能否满足工艺要求 分析 哪里温度最低 1 一温度为21 横截面积为50mm 100mm的矩形长杆放入温度为593 的热处理炉中消除热应力 宽100mm的一面置于炉子底面上 长杆表面与高温流体的表面传热系数为114 根据工艺要求 要加热到580 以上才能消除应力 试说明1h后 能否满足工艺要求 解 查图 可以满足工艺要求 作业 已知 求 分析 可以用集总参数法 解 解得 3 2 已知 立方体 解 用集总参数法分析 然后验算 解 3 4 一电阻加热器 初始温度为t0 其内部突然产生热量 其功率为p 加热器外表面积暴露在温度为的流体中 表面传热系数为h 如组成导热区的体积为V 物性值 等均为已知常数量 试用集总参数法确定加热器温度与时间的关系 解 令 分离变量 两边积分 作业 试推导矩形肋片内部节点和端部节点的有限差分方程 4 4 内部节点 边界节点 作业 5 2为了用实验的方法确定直径的钢棒 导热系数 热扩散系数表面传热数 放在炉内时间时的温度分布 现用几何形状相似的合金钢棒在不大的炉中加热 求模型的直径dm和模型放入炉内多少时间后测量模型中的温度分布 分析 属于第三类边界条件下的导热问题 模化实验 要保证物理现象相似 已知 求 只要几何相似 Fo和Bi分别相等 两导热现象相似 温度场分布相似 解 1 Bi数相等 2 Fo相等 5 3现用模型来研究某变压器油冷却系统的传热性能 假设基本的传热机理是圆管内强迫对流传热 变压器原耗散100kW的热流量 变压器油的 模型的直管直径为0 5cm 线性尺寸为变压器的 表面积为变压器的 模型和变压器的平均温差相同 模型用乙二醇作流体 雷诺数 乙二醇的 试确定模型中的能耗率 散热热流量 和流速 已知 求 同类现象 单值性条件相似 只要已定准则Re Pr分别相同 即可实现相似 Nu数相等 分析 已知 解 已知 换热相似 作业 6 420 的水以10kg s的质量流量进入直径为10cm 长10m的圆管内 管壁温度为80 求水的出口温度 解 设出口温度 当 定性温度 查物性 判别流态 紊流 其中 求水的出口温度 两种求法 第一种求法 水得到热量 对流换热量 可得 计算值与假设值误差不大 计算有效 第二种求法 假设 如假设准确 水得到热量与对流换热量应相等 水得到热量 对流换热量 假设温度偏高 重新假设 重复以上计算 得出 如果 可采用十字线法 6 17在速度u0 5m s 温度为20 的空气流中 沿流动方向平行的放有一块长l 20cm 温度为60 的平板 如用垂直流动方向放置的半周长为20cm的圆柱代替