传热学第五版课后习题答案汇编.doc

好资料学习-V 建工版传热学习题_ C?t150两侧表面温度分别为45W/(m.K), 0-14 一大平板，高3m，宽2m，厚0.2m，导热系数为w1C?t?285 及，试求热流密度计热流量。 w1 解：根据付立叶定律热流密度为：? tt?150?285?2?w2w1)30375(w/m?45gradt=-?q? 0.2xx?21 轴的方向相反。负号表示传热方向与x 通过整个导热面的热流量为： 182250(W)2)?30375?(3?q?A ，管壁对85，长2.5米的管子内流动并被加热，已知空气的平均温度为0-15 空气在一根内经50mm ?。, 是确定管壁温度及热流量2h=73(W/m2.k)，热流密度q=5110w/ m空气的 解：热流量?2.5)?qA=q(0.05dl)=5110(3.14 =2005.675(W) 又根据牛顿冷却公式 qA?A(tt)?hA?t=hfw 管内壁温度为：5110q ?85?t?t?155(?C) fwh73 1-1按20时，铜、碳钢（1.5%C）、铝和黄铜导热系数的大小，排列它们的顺序；隔热保温材料导热系数的数值最大为多少？列举膨胀珍珠岩散料、矿渣棉和软泡沫塑料导热系数的数值。 解： (1)由附录7可知，在温度为20的情况下， =398 W/(mK)，36W/(mK)， 碳钢铜109W/(mK). 237W/(mK)，黄铜铝所以,按导热系数大小排列为: 钢铝铜黄铜(2) 隔热保温材料定义为导热系数最大不超过0.12 W/(mK). (3) 由附录8得知，当材料的平均温度为20时的导热系数为: 膨胀珍珠岩散料:=0.0424+0.000137t W/(mK) =0.0424+0.00013720=0.04514 W/(mK); 矿渣棉: =0.0674+0.000215t W/(mK) =0.0674+0.00021520=0.0717 W/(mK); 更多精品文档 好资料学习-。由上可知金属是良好的导热材料，K), =0.0350. 038W/(m由附录7知聚乙烯泡沫塑料在常温下 而其它三种是好的保温材料。 ，在给定的直角坐标系中，分K)的无限大平壁，其材料的导热系数100W/(m1-5厚度为0.1m x方向温度梯度的分量和热流密度数值的正或负。别画出稳态导热时如下两种情形的温度分布并分析=600K; (1)t|=400K, t|x=0x=400K; =600K, t| (2) t|x=0x= 解：根据付立叶定律 ?t?t?t?k?i?q?jgradt? z?x?y?t? ?q? xx? 无限大平壁在无内热源稳态导热时温度曲线为直线，并且 tt?tt?dt?t ?x?0x21? ?0?xdxx?x?12t?t?0?xx?q ） （a x? 时(1) t|=400K, t|=600Kx=x=0 所示温度分布如图2-5(1)0q 热流密度，根据式(a), x x的正方向。说明x方向上的热流量流向 可见计算值的方向也符合热流量由高温传向低温的方向2t=a+bx）oC, b=-2000 1-6 一厚度为50mm的无限大平壁，其稳态温度分布为（oC，式中a=200 ）平壁中是否有内2（试求：1）平壁两侧表面处的热流密度；（oC/m。若平板导热系数为45w/(m.k), 热原？为什么？如果有内热源的话，它的强度应该是多大？ 解：方法一?t?t?t）、常物性导热问题。导热微分方程）由题意知这是一个一维（、稳态（=0?0? ?y?z?图2-5(2) 式可简化为：2 ）a （qtdv0? ?2dx2t=a+bx ，所以因为 更多精品文档 好资料学习-dt ）（b 2bx? dx2td c） （2b? 2dx ）和付立叶定律） 根据式（b（1dt ?2bx?q? xdx0?q ，无热流量 x-02?)45?2b0.05=9000(w/m=-2?(-2000)?q? ?x= ） （2将二阶导数代入式（a）2td 3?45=180000w/m?2?(q?2b2000)? v2dx ?34m/?10w1.8 该导热体里存在内热源，其强度为。 解：方法二2t=a+bx 因为，所以是一维稳态导热问题dt c） （2bx? 放热绝热 dx 根据付立叶定律dt ?2bx?q? xdxx 0q? ），无热流量（1x-02?)0.05=9000(w/m?=-2?(-2000)45?q?2b ?x=）的计算结果知导热?处有热交换，由（12）无限大平壁一维导热时，导热体仅在边界x=0，及x=（ 体在单位时间内获取的热量为?A)0-(-2b?=q?qA? ?areax=x=0areain?0A?=2b (d) areain 必须有一个内热源来平衡这部分热量来保负值表示导热体通过边界散发热量。如果是稳态导热， 证导热体的温度不随时间变化即实现稳态导热。: 内热源强度?A?2b?areavin2b?q? v?AVVareavolumevolume 更多精品文档 学习-好资料345=180000w/m?2000)q?2?( v现在拟安装空调设备，的灰泥构成。某教室的墙壁是一层厚度为240mm的砖层和一层厚度为20mm2-9 并在内表面加一层硬泡沫塑料，使导入室内的热量比原来减少80%。已知砖的导热系数，试求加贴硬泡沫塑料层0.06W/(mK)，灰泥的0.58W/(mK)，硬泡沫塑料的0.7W/(mK) 的厚度。 : 未贴硬泡沫塑料时的热流密度解: t1?q(1) 1R?R?21t t w2w1? : 加硬泡沫塑料后热流密度RR ?1?2t1?q (2) 2R?RR?2121 tt w1w2?q80%)q(1?RRR(3) , 又由题意得 21 ?1?2?3tt?, ）(2)代入（3，将(1)、墙壁内外表面温差不变21 RR+1220%? )R+R+R312?0.240.02?21? ? 0.70.582120%? ?0.240.02 33?21 ?0.70.580.06312?=0.09056m=90.56mm 3加贴硬泡沫塑料的厚度为90.56mm. 2-19 一外径为100mm，内径为85mm的蒸汽管道，管材的导热系数为40W/(mK)，其内表面温度为180，若采用0.053W/(mK)的保温材料进行保温，并要求保温层外表面温度不高于40，q=52.3 W/m。问保温材料层厚度应为多少？ 蒸汽管允许的热损失l 更多精品文档 好资料学习- : 解：根据给出的几何尺寸得到d,d2=0.1m, 管内径管外径=85mm=0.085m, 1?2?0.1?dd?2 管保温层外径23tw?tw31?52.3q l11d3d2?lnln d1d22221 时，保温层厚度最小，此时，tw=40340180?52.3? ? )?210.11(0.1ln?ln? 0.1?0.0532?400.0852?0.072?m 解得，72mm. 所以保温材料的厚度为 ，周围空140W/(mK)25mm，肋厚为3mm，铝材的导热系数为2-24. 一铝制等截面直肋，肋高为2k)(mw/，假定80和空气温度为气与肋表面的表面传热系数为h7530。已知肋基温度为 肋端的散热可以忽略不计，试计算肋片内的温度分布和每片肋片的散热量。 求解。、(2-37)）、（2-36）解一 肋端的散热可以忽略不计，可用教材式（2-35 ）（20.003?L?hU75-1m9?18.m? LA3?140?0.00L (1) 肋片内的温度分布)?xm(lch?0 )mlch()x?(0.025?ch18.930)?(80 0.025)?(18.9ch)18.9x0.472596?ch?44. 温度分布为 肋片的散热量(2) ?th(ml)hUA? 0L th(ml)?L?0.003?0.003?75(L?)?21400 L(80?30)th(18.9?75?21400.003?0.025) 更多精品文档 好资料学习-396.9Lth(0.4725)? th(ml)=th(0.4725)=0.44 得，从附录130.44=174.6L(W)?396.9 单位宽度的肋片散热量L=174.6(W/m)/q? L 解二 1、如果肋片上各点的温度与肋基的温度相同，理想的导热量L?2?0.025(80-30)?l)?75?hA?t=h2(L 00）（W?187.5L? 0 上查肋片效率 2、从教材图2-1721/21/?752h?2?23/3/2=0.49880.025l? ?0.025f?0.003140?=0.9f 3、每片肋片的散热量?168.8L(W)0.9?187.5L? f0168.8(W/m)q? 单位宽度上的肋片散热量为L 2-27 一肋片厚度为3mm，长度为16mm，是计算等截面直肋的效率。（1）铝材料肋片，其导热系数为140W/(mK),对流换热系数h=80W/(m2K);（2）钢材料肋片，其导热系数为40W/(mK), 对流换热系数h=125W/(m2K)。 解： （1）铝材料肋片 hU80?2(1?0.003)?119.54m?m? ?140?1?0.003Aml?19.54?0.016?0.3127 th(ml)=th(0.3127)?0.3004 th(ml)0.3004?96.1% fml0.3127 更多精品文档 学习-好资料 （2）钢材料肋片 )125?2(1?0.003hU1?45.91m?m? ?0.00340?A1?0.7344?45.91?0.016?ml 0.6255th(ml)=th(0.734)? 0.6255th(ml)?85.2%? f0.7344ml k), c=0.839kJ/(kg.k), 已知平壁的热物性参数?=0.815W/(m?例题3-1 一无限大平壁厚度为0.5m，流壁两侧流体温度为8 oC，?=1500kg/m3, 壁内温度初始时均为一致为18oC，给定第三类边界条件：后平壁中心及表面的温度。教材中以计算.K），试求6h体与壁面之间的表面传热系数h=8.15w/（m2 了第一项，忽略了后面的项。计算被忽略掉的的第二项，分析被省略掉的原因。 解：?sin2?xx,)(?2?Fo?e?ncos?n ? n?cossin?1n?nn0n书中只计算了第一项，而忽略了后面 Bi=2.5。因为Fo0.2, 3-11、例中以计算出平壁的Fo=0.22， 的项。即?sin2xx,)(?2?Fo?e?1cos?1 ? 1?cos?sin?1110 、现在保留前面二项，即忽略第二项以后的项2?)(x,6h)?II(x,I(x,?6h) 其中， ?0?sin2x?2?Fo? e?1cosx,6h)?I(1? 1?cos?sin?111?sin2x?2?Fo?e?2cos?II(x,6h)2 ? 2?cos?sin?222)6hII(x, 、以下计算第二项3?0.5519?sin?0.8339?cos3.7262? ；=3.7262，Bi=2.5根据查表3-1，22x=0 a）平壁中心?sin20?2?Fo?e?2cos6h)?II(0m,2? 2?cos?sin?222 更多精品文档 好资料学习-)0.55192?(?20.22?3.7262?e?II(0m,6h) )0.5519)?(?0.82393.7262?(?0.0124II(0m,6h)? 0.9?)0m,6hI(：差为相“和”的对误第从例3-1中知一项，所以忽略第二项时0.0124?,6h)II(0m1.4%? 0.9+(-0.0124)0m,6hI(0m,6h?)II(?C?18?8)?8.880.9?(0,6h)?0.0124I(0,6h)?II(0,6h)?( 0?)?C6h?t?8.88?8t(0m,6h)?16.88(0m, f相差很小。说明计算一oC虽说计算前两项后计算精度提高了，但16.88 oC和例3-1的结果17 项已经比较精确。=0.5m ?）平壁两侧x=b?sin20.5?2?Fo?e?2?II(0.5m,6h)?cos2? 2?0.5?sincos?222)0.55192?(?20.22?3.7262?e)6h)?(?0.8239II(0.5m, )0.5519)?(?0.8239(3.7262?0.01II(0.5m,6h)? 0.38(0.5m,6h?)I中知第一项从例，所以忽略第二项时“和”的相对误差为：3-10.01II(0.5m,6h)2.6%? 0.38+0.01)II(0.5m,6hI(0.5m,6h)?C)8?3.90.38?0.01(0.5m,6h)?I(0.5m,6h)II(0.5m,6h)?(18?0 ?)C3.9?8?t(0.5m,6h)11.9(?0.5m,6h?t f说明计的结果11.8 oC相差很小。和例虽说计算前两项后计算精度提高了，但11.9 oC3-1 算一项已经比较精确。 ? k4wm*=36.。平壁两侧表面均给定为第，导热系数为4-4 一无限大平壁，其厚度为0.3mC25=t22km*=h60wk*=h300wmf112，即件界类三边条，；53C215t=q=210W/mf2v试计算沿平壁厚度的稳 时，。当平壁中具有均匀内热源 更多精品文档 好资料学习- x=0.06m态温度分布。（提示：取） Ct=25Ct215ff2t62kmh=30w2wm*h=601 数值计算法方法一 解：这是一个一维稳态导热问题。tttttt将平板划，可以将厚度分成五等份。共用六个节点、取步长（1）x=0.06m614325用热平衡法计算每个单元的换热量，。6所在的单元体）分成六个单元体（图中用阴影线标出了节点2、 从而得到节点方程。单元体内热从右边导入的热流量+：因为是稳态导热过程所以，从左边通过对流输入的热流量节点1+ =0。即源发出的热流量 tt?x?120q?A?AhA?t?t? v11f12?x? =0。节点2：从左、右两侧通过导热导入的热流量+单元体内热源发出的热流量 tt?tt?23210qA?X?A?A? vX?X 。单元体内热源发出的热流量节点3：从左、右两侧通过导热导入的热流量+=0 ttt?t?33240?Xq?A?A?A? vXX? 。：从左、右两侧通过导热导入的热流量+单元体内热源发出的热流量=04节点 tt?tt?44530?A?A?A?X?q vXX? 。单元体内热源发出的热流量=0：从左、右两侧通过导热导入的热流量节点5+ t?t?tt?56450?X?A?A?A?q vX?X?节点6：从左边导入的热流量+从右边通过对流输入的热流量+单元体内热源发出的热流量=0。即 更多精品文档 学习-好资料tt?x?650?q?A?AhA?t?t ? vf2622x?C25t=22?k*60wmh=kwm*300h=36.4wm*k f112、将、，53C=215tm10/Wq=2f2v和、x=0.06m，代入上述六个节点并化简得线性方程组 组1： t?0.91t?11.25?0t?t?2t?19.78?0； ；21213t?t?2t?19.78?0t?t?2t?19.78?0 ；423345t?t?2t?19.78?0t?1.49t?8.41?0 ；64556逐步代入并移相化简得： t?0.91t+11.25t?0.9174t+28.4679， ， 3212t?0.9237t+44.5667t?0.9291t+59.785， ，5434t?0.9338t+74.297t?0.6453t+129.096 ，6656则方程组的解为: t?417.1895t?446.087t?455.22 ， ，321t?444.575t?414.1535t?363.95 ，654 若将方程组组1写成： 11?+11.250.91tt?19.78?t?ttt?t?t?19.78， 432321212211?t?0.691t?77.75719.78t?t19.78t?t?t?t? ， 6534455622可用迭代法求解，结果如下表所示： 迭代次 数节点1 t 1节点2 t 2节点3 t 3节点4 t 4节点5 t 5节点6 t 60 200.000 000 300000 300000 300000 300200000 1 284.250 260.000 310.000 310.000 260.000 278.478 2 247.85 307.125 294.89 294.89 304.129 257.417 3 290.734 310.898 308.898 309.400 286.044 281.250 4 294.167 309.706 320.039 307.361 305.215 269.142 5 293.082 316.993 318.401 322.517 298.142 281.976 6 299.714 315.635 329.645 318.162 312.137 277.244 更多精品文档 学习-好资料7 298.478 324.570 326.789 330.781 307.593 286.608 8 306.609 322.524 337.566 327.081 318.585 283.567 9 304.747 331.978 334.693 337.966 315.214 290.285 10 313.350 329.61 344.862 334.844 324.016 288.667 *从迭代的情况看，各节点的温度上升较慢，不能很快得出有效的解。可见本题用迭代法求解不好。 个节点。和上述原理相同，将厚度分成十等份，共需要110.03m（x=0.03m）（2）、再设定步长为 2 得出线性方程组组1?+3.534t?0.9529t4.945?t?tt? ； 31221211?4.945t?t?4.945t?t?t?t ； 5234342211?4.945?4.945t?tt?t?tt? ； 7566542211?4.945?4.945tt?t?tt?t? ； 9678872211?4.945tt?tt?t?t?4.945 ； 1110991082244.6054?0.8018tt 1011 同理求得的解为：438.135t?430.403t?436.746402.9256t?t?419.13t?，51324 371.05?394.346ttt?426.124?412.706t?t434.6，；，；108967 342.11?t 11 时的六个节点的坐标。上述划线的节点坐标对应于步长为0.06m* 个节点。和上述原理相等份，共需要21x=0.015m），将厚度分成20（3）、再设定步长为0.015m（ 同，得到新的节点方程为：1?+1.026t?0.9759t1.2363t?t?t ； 31221211?1.2363?tt?1.2363?tttt ； 54323422 更多精品文档学习-好资料 11?1.2363?t1.2363?t?tt?t?t ； 7654562211?1.2363tt?tt?t?t1.2363? ； 9876872211?1.2363t?tt?t?t1.2363?t ； 118910109221?1.2363t?t?t ； 12101121?24.20530.89t?t?1.2363t?t?t? ; 21192020212 移相化简为：+2.2091?0.9765t0.9759t+1.026tt? ，3221+4.499?0.9775t0.977t+3.3663tt? , 5443+6.6980.9785t+5.6091t?0.978tt? ， ，7564+8.81730.9793t+7.767t?t?0.9789t , 9878+10.86540.9801tt?+9.8497t?0.9797t , 1191010+12.85120.9809tt?t?0.9805t+11.8656 , 13121112+15.0597?t0.9816tt?0.9813t+13.8234 ，15141314+16.9314?0.9822t?0.9819t+16.0016tt ， 17151616+18.7529?0.9828t0.9825t+17.8504tt? ，19181817+20.88750.9834t+19.6512t?t?0.9831t ， 2119202024.2053?20.8875)t?0.89t+24.2053=0.89(0.9834t? 212021 求得的解为：C?424.5tC?t?418.1?C?C?t401.6?t410.5 ， ，, 4213 C?437.8?t?tC433.6?tC429.7?t?436.3C , ，8657 更多精品文档 学习-好资料CCt?431.4?Ct?437.0?Ct?434.8?438.0t? ，, , 1211109 C?t?413.3Ct?426.7?t?420.7?CC?t?404.6 ，16131514 C?357.6383.5?Ct?371.2?Cttt?394.7?C?， ，20191817 C?342.4t 21 方法二：分析法（参看教材第一章第四节）2qtdv0?微分方程式为： 1） （ 2?dxdt?tt?=-h ） （边界条件：2f111dx0x?dt?tt?=-h ） （362f2dx?xqdtvc?x? 由（1）式积分得 ?dxq2v?cx+dt?x? （4） 再积分得 ?2dtc?0x?dt? 时，； 1dx0?xqqdt2?vv+d?t?c?c?x 时，； 6?2dx?x ）式，并整理得3代入边界条件（2）、（?2?2/h+qt?t?qvf22vf1c= ?h/h?12?c?d=t f1h1?qhhttc=619.89?C/md=401.07?C 将、的值分别代入式得v2f1f21?q值代入式（4）得、cd、 将v2?619.89x+401.072747.25x?t? 更多精品文档 -好资料学习0.18x?x?0.12?x?0x0.06 、的节点对应的坐标分别为、m、m、m42130.3x?x?0.24 m。m、65 相应的温度分别为C?t?423.6Ct?435.9?C?t401.1?Ct?428.4? 、4312C?339.8?t?391.6Ct 、65C o不同方法计算温度的结果比较X(m) Rex12000 0.06 Rex0.12 3?5.420.18 0.24 0.3 分析法 1000800401.1 428.4 435.9 423.6 391.6 339.8 数值 x ?法m 0.06 600400417.2 446.1 455.2 444.6 414.2 364.0 0.03 200 402.9 0430.4 438.1 对流换热系数随板长的变化426.1 394.3 342.1 0.015 401.6 0429.7 0.10.2438.0 0.3426.7 0.4394.7 0.5342.2 可见：第一次步长取0.06m，结算结果的误差大一些。步长为0.03m时计算的结果已经相当准确。 再取步长0.015m计算，对结果的改进并不大。必须提醒大家的是数值计算是和计算机的发展密切相连的。人们不需要手工计算庞大的节点线性方程组！ 第五章 5-13 由微分方程解求外掠平板，离前缘150mm处的流动边界层及热边界层度，已知边界平均温度为60，速度为u=0.9m/s。 解： 1、 以干空气为例 平均温度为60，查附录2干空气的热物性参数 -62-52=18.9710m/s=1.89710m/s, Pr=0.696 离前缘150mm处 Re数应该为 0.9?0.15ux7116.5Re? x6?10?18.975105? 流动处在层流状态), 小于临街ReRe,c(?1/-2 =5.0Rexx 更多精品文档学习-好资料 11?x?5?(?5.0)?0.15 7116.5Rex?8.9mm?0.00889(m) 所以，热边界层厚度：1/3?1/3?0.01(m)=10mmPr0.693?0.0089?t 、2 以水为例 ，查附录3饱和水的热物性参数平均温度为602-7/s 10m=4.78Pr=2.99 处Re数应该为离前缘150mmx?0.15u0.9510?2.82427Re x6?10?0.478510?5 ), Re,c(流动处在层流状态Re小于临街?1/-2 =5.0Rexx11?0.15?5?5.0()?x? 282427Rex?1.41mm?0.00141(m) 所以，热边界层厚度：1/3?1/3?0.00098(m)=0.98mmPr?0.00141?2.99t 0.45m、x=0.1、0.20.3，=40t=20，u=0.8m/s板长450mm，求水掠过平板时沿程已知5-14 twf 的局部表面传热系数，并绘制在以为纵坐标，为横坐标的图上。确定各点的平均表面传热系数。 解：以边界层平均温度确定物性参数11?)?20+40C?30(?tt?t 水的物性为：3，查附表 fwm22?K/0.618Wm?2-6Pr=5.42 10=0.805m，/s 处的在沿程0.45m数为Re 更多精品文档学习-好资料 ux0.8?0.455?4.47Re?10x ?6?100.805?5该值小于临界Re=510, 可见流动还处于层流状态。那么从前沿到x坐标处的平均对流换热系数应c为 ? 3Prx?Reh?2h?0.664 x x 0.618 h?0.664?0.72 xx x=0.1m时1） ux0.8?0.1?Re?99400x ?6?0.805?10 Rex99400?2K/m0.72?2270?Wh?0.72? x0.1?2Km?h?1135W/局部换热系数 x2） x=0.2m时 ux0.8?0.25?1Re?.9875?10x ?6?10?0.805 Rex198750?2KmW/?0.72?0.72?1604.9?h x0.2?2K/mh?802.5?W x3） x=0.3m时 ux0.8?0.35?2.9814Re?10x ?6?100.805? Rex298140?2K?W/m1310.40.72h?0.72? x0.3?2K?655.2W/m?h x4） x=0.45m时 更多精品文档 好资料学习-0.45?x0.8u510?Re?4.472?x 6?10?0.805 447200xRe?2Km0.72?0.72?1070.1?W/h 0.45x?2Kmh?535.1?W/ x 第六章，冷却水进出口温度分别为，管内水流速1.8m/s，壁温维持806-17 黄铜管式冷凝器内径12.6mm ，管长l/d20，请用不同的关联式计算表面传热系数。28和34 解：常壁温边界条件，流体与壁面的平均温差为?34?288080?t?t?C?t?48.94?冷? ?tln/?t?34ln?802880/?C?t=80-48.94=31.06t?t? 却水的平均温度为wf 下的物性参数为：查物性，水在t及t由附录3wf2-7/s, 10mK), 0.6207 W/(m=7.904=31t时, fff2-4 Ns/m=7.8668Pr=5.31, 10ff2-4 。所以10Ns/mt=80时, =3.551ww1.80.0126?u?dm10000?28700?Re?f -7107.904?vf 水在管内的流动为紊流。 公式，液体被加热用Dittus-Boelter0.40.8PrRe0.023Nu? f0.40.82.5.31?Nu0.02328700?165 f 更多精品文档 好资料学习-?0.6207?f2KW/?8138.1m?h?Nu?165.2? f 0.0126d 用Siede-Tate公式 0.14?f30.81/PrNu0.027Re? f?w 0.147.8668?0.81/3194?Nu?0.027?287005.31? f3.551? ?0.6207?f2KW/m194?9554.7?h?Nu? f0.0126d ，为不锈钢管，通以直流电加热管内水流，电压为5V6-21 管式实验台，管内径0.016m，长为2.5m（管子外，试求它的表面传热系数及换热温度差。，进口水温为电流为911.1A47，水流速0.5m/s 绝热保温，可不考虑热损失） 47水的密度为解：查附录3，进口处 3?989.22kg/m? 2?rV=um= 质量流量为mf 20.0994kg/s3.14?0.008?m=989.330.5? f 不考虑热损失，电能全部转化为热能被水吸收 ?)?mct(t?UI fffp 911.1?UI5?47?t?t ff0.0994cmcpp 更多精品文档学习-好资料 c随温度变化不大，近似取50时的值4.174kJ/kg.K计算水的 pUI5?911.1?47?t58?tC? ff3mc0.0994?4.174?10p 常热流边界，水的平均温度 t?t47?58ff?C52.5?t?f 22查附录3饱和水物性表得： ?62?2?)Km,?65.1?10W/(v?0.537?10m/s ff3?m),Pr?3.40,/?986.9Kg?C4.175KJ/(Kg?K fpud0.5?0.0164mRe?1.4898?10 f?610?v0.537 f采用迪图斯-贝尔特公式 0.80.4PrReNu?0.023 f40.80.4?)81.81?0.023(1.4898?103.4Nu f?0.6512?Km)/?3328.6Wh?Nu(?81.81? f10.016d壁面常热流时，管壁温度和水的温度都随管长发生变化，平均温差?UI ?t?t?t fw?dlhhA5?911.1?C?10.9?t? 3328.6?3.14?0.016?2.5 6-35 水横向掠过5排叉排管束，管束中最窄截面处流速u=4.87m/s， 平均温度t=20.2，壁温fss21?1.25， d = 19 mm, t求水的表面传热系数。 25.2， 管间距 w=dd解：由表6-3得知叉排5排时管排修正系数?=0.92 z查附录3 得知，t= 20.2时，水的物性参数如下： f -62 0.599W/(mK), =1.00610m/s, Pr=7.02, f f f 而t=25.2时, Pr=6.22。所以 ww 更多精品文档 -好资料学习0.019?u?d4.87m510?Re?919782f -710v10.06?f （管束平均表面传热系数准则关联式）得：查表6-20.250.2Pr?sf0.36?1Re?Nu0.35? zffsPr?2w0.257.02?0.2?0.360.92=21.251.2591978?Nu?0.35? f6.22?Nu0.599.25?21?2ffKW/?669.4m?h? 0.019d l = 排，管间5d = 25mm, 管长201.5m，每排有根管子，共有例6-6 空气横掠叉排管束，管外经?Ct?15，求，空气进口温度为距为S =50mm、管排距为S = 37mm。已知管壁温度为t=110w21f 空气与壁面间的对流换热系数。解：对流换热的结果是使空气得到热量温度升高，对流换热系数一定时出口温度就被确定了。目前不 ，则流体的平均温度知空气的出口温度，可以采用假设试算的方法。先假定出口温度为252515?Ct?=20? f2 查物性参数6?K)cK);?15.06?101005J/(kg?;=0.0259W/(m? p 空气的最大体积流量为?T273+25?f33s/hV=V?1.516m/?5000?5457m 0max273T 0 空气在最小流通截面积?2m?20=0.751.5s?dlN?(0.05?0.025)?F? 1min 处达到最大速度?V1.516maxs2.02m/u? 0.75Fmindu0.025?2.02max3353Re? f6?1015.06?0.92?z 表6-3 = 5 排时，修正系数z 更多精品文档 学习-好资料S5012?1.33? 又 37.5S26-2 表0.2?S0.6?1Re?0.31Nu? zffS?20.20.60.92=39.37?Nu?0.31?33531.33 f 对流换热系数?Nu0.0259?39.37?f2K?40.79mW/h=? ? 0.025d?t 这样大的对流换热系数应该是空气出口温度达到1f?tmc?hAtt?t? ffw1pf?thAtt?thdlNz?ffww?+t?t?t+ fff1?cmcVp0p0 ?20?110?0.025?1.5?20?540.79?3.14?15+?t 1f10055000/3600?1.293?C39t?15+24? 1f?t?25C计算的出口温度与初步设定的值有差异。 f?Ct?39 ，重复上叙计算过程。再设出口温度为1f 39?15C?=27t? f2 查物性参数6?1005J/(kg?10?K);c=0.0265W/(m?K);?15.72 p空气的最大体积流量为 ?T273+395000f3s1.587m?/?=VV? 0max2733600T 0最大速度 更多精品文档 -好资料学习?V1.587maxs/2.12mu? 0.75Fmindu0.025?2.12max3365Re? f6?10?15.726-2 表0.2?S0.6?1Re?0.31Nu? zffS?20.20.60.92=39.46?1.33Nu?0.31?3365 f 对流换热系数?Nu0.026539.46?f2?Kh=W/m?41.82 ? 0.025d?t 这样大的对流换热系数应该是空气出口温度达到1f?tt?mchA?tt? fpfw1f?t?hAt?tdlNzhtfwfw?+tt?t? fff1?cVmcp0p0 ?27?5?3.14?0.025?1101.5?41.82?20?15+?t 1f1005?1.293?5000/3600?C?15+22.7t?37.7? 1f?2Km?h=41.82W/。对流换热系数为 o这个值与假定值很接近，所以出口温度就是37.7C， 第七章 57-3 水平冷凝器内，干饱和水蒸气绝对压强为 1.9910Pa，管外径16mm，长为2.5m，已知第一排4每根管的换热量为3.0510J/s，试确定第一排管的凝结表面传热系数及管壁温度。 解：干饱和蒸汽在水平管外凝结。每根管的凝结热流量 ?thA?t=?hA?t=（1） sw51.99?10Pa对应的饱和温度 由课本附录查得，压强=2202.3kJ/kgr120t=s、潜热。 t=100，则凝hh计算壁温需要首