传热学作业题PPT课件

.,1,传热学第四版,主讲教师：邵宝力,.,2,1-10,一炉子的炉墙厚13cm，总面积为20m2，平均导热系数为1.04w/(mk)，内外壁温分别是520及50。试计算通过炉墙的热损失。如果所燃用的煤的发热量是2.09104kJ/kg，问每天因热损失要用掉多少千克煤？,.,3,.,4,1-12,在一次测定空气横向流过单根圆管的对流换热实验中，得到下列数据：管壁平均温度tW=69，空气温度tf=20，管子外径d=14mm，加热段长80mm，输入加热段的功率8.5W，如果全部热量通过对流换热传给空气，试问此时的对流换热表面传热系数多大？,.,5,.,6,1-20,半径为0.5m的球状航天器在太空中飞行，其表面发射率为0.8。航天器内电子元件的散热总共为175W。假设航天器没有从宇宙空间接受任何辐射能量，试估算其表面的平均温度。,.,7,.,8,1-24,在附图所示的稳态热传递过程中，已知：tw1=460，tf2=300，1=5mm，2=0.5mm，1=46.5W/(mK)，2=1.16W/(m.K)，h2=5800W/(m2K)。试计算单位面积所传递的热量。,.,9,.,10,1-32,一玻璃窗，尺寸为60cm30cm，厚为4mm。冬天，室内及室外温度分别为20及-20，内表面的自然对流换热表面系数为10W/(m2K)，外表面强制对流换热表面系数为50W/(m2K)。玻璃的导热系数=0.78W/(mK)。试确定通过玻璃的热损失。,.,11,.,12,2-3,有一厚为20mm的平板墙，导热系数为1.3W/(mK)。为使每平方米墙的热损失不超过1500W,在外表面上覆盖了一层导热系数为0.12W/(mK)的保温材料。已知复合壁两侧的温度分别为750及55，试确定此时保温层的厚度。,.,13,.,14,2-9,双层玻璃窗系由两层厚为6mm的玻璃及其间的空气隙所组成，空气隙厚度为8mm。假设面向室内的玻璃表面温度与室外的玻璃表面温度各为20及-20，试确定该双层玻璃窗的热损失。如果采用单层玻璃窗，其他条件不变，其热损失是双层玻璃的多少倍？玻璃窗的尺寸为60cm60cm。不考虑空气间隙中的自然对流。玻璃的导热系数为0.78W/(mK)。,.,15,.,16,.,17,2-14,外径为100mm的蒸气管道，覆盖密度为20kg/m3的超细玻璃棉毡保温。已知蒸气管道外壁温度为400，希望保温层外表面温度不超过50。且每米长管道上散热量小于163W，试确定所需的保温层厚度。,.,18,.,19,.,20,2-26,附图所示储罐用厚为20mm的塑料制成，其导热系数=1.5W/(mK)，储罐内装满工业用油，油中安置了一电热器，使罐的内表面温度维持在400K。该储罐置于tf为25的空气中，表面传热系数为10W/(m2K)。r0=0.5m,l=2.0m。试确定所需的电加热功率。,.,21,.,22,.,23,3-10,一热电偶热接点可近似地看成为球形，初始温度为25，后被置于温度为200地气流中。问欲使热电偶的时间常数c=1s热接点的直径应为多大？已知热接点与气流间的表面传热系数为350W/(m2K)，热接点的物性为：=20W/(mk)，c=400J/(kgk)，=8500kg/m3，如果气流与热接点之间还有辐射换热，对所需的热接点直径有何影响？热电偶引线的影响忽略不计。,.,24,.,25,.,26,3-13,一块厚20mm的钢板，加热到500后置于20的空气中冷却。设冷却过程中钢板两侧面的平均表面传热系数为35W/(m2K)，钢板的导热系数为45W/(mK)，热扩散率为1.37105m2/s。试确定使钢板冷却到空气相差10时所需的时间。,.,27,.,28,3-16,在热处理工艺中，用银球试样来测定淬火介质在不同条件下的冷却能力。今有两个直径为20mm的银球，加热到650后被分别置于20的盛有静止水的大容器及20的循环水中。用热电偶测得，当因球中心温度从650变化到450时，其降温速率分别为180/s及360/s。试确定两种情况下银球表面与水之间的表面传热系数。已知在上述温度范围内银的物性参数为c=262J/(kgk)、=10500kg/m3、360W/(mk）。,.,29,.,30,.,31,.,32,5-12,已知：1.013105Pa、100的空气以v=100m/s的速度流过一块平板，平板温度为30。求：离开平板前缘3cm及6cm处边界层上的法向速度、流动边界层及热边界层厚度、局部切应力和局部表面传热系数、平均阻力系数和平均表面传热系数。,.,33,.,34,.,35,.,36,.,37,.,38,6-1,已知：在一台缩小成为实物1/8的模型中，用20的空气来模拟实物中平均温度为200空气的加热过程。实物中空气的平均流速为6.03m/s，问模型中的流速应为若干？若模型中的平均表面传热系数为195W/(m2K)，求相应实物的值，在这一实物中，模型与实物中流体的Pr数并不严格相等，你认为这样的模化实验有无实用价值。,.,39,6-1.解：根据相似理论，模型与实物中的Re应相等,空气在200C和2000C时的物性参数,200C2000C由又得:上述模化实验，虽然模型与流体的Pr数不严格相等，但十分相近，这样的模化实验是有实用价值的。,.,40,6-4,已知：对于常物性流体横向掠过管束时的对流换热，当流动方向上的排数大于10时，试验发现，管束的平均表面传热系数h取决于下列因素：流体速度u；流体物性、cp；几何参数d、s1、s2。求：试用量纲分析法证明，此时的对流换热关系式可以整理为：Nu=f(Re、Pr、s1/d、s2/d),.,41,解：基本物理量有h、u、Cp、d、s1、s2、共九个，基本量纲有4个（时间T、长度L、质量M、温度Q），n=9，=7。方程有五组，选取u,d,h为基本物理量，得：,.,42,.,43,.,44,上式等号左边为无量纲量，因此等号右边各量纲的指数必为零（量纲和谐原理），故得：,.,45,.,46,.,47,饱和水蒸气在高度l1.5m的竖管外表面上作层流膜状凝结。水蒸气压力为p=2.5105pa管子表面温度为123。试利用努塞尔分析解计算离开管顶为0.1m、0.2m、0.4m、0.6m及1.0m处的液膜厚度和局部表面传热系数。,7-5,.,48,.,49,.,50,.,51,试确定一个电功率为100W的电灯泡发光效率。假设该灯泡的钨丝可看成是2900K的黑体，其几何形状为2mm5mm的矩形薄片。,8-8,.,52,.,53,.,54,一漫射表面在某一温度下的光谱辐射强度与波长的关系可以近似地用附图表示，试：（1）计算此时的