传热学期末试题及答案(计算题)

1、在内径为300mm、厚度为10mm的钢管表面复盖厚度为20mm的保温材料，钢材和保温材料的热导率分别为48和0.1，钢管内壁和保温层的外壁温度分别为220 和40 ，管长为10m。 求出这个管壁的散热量。解：已知D1=300 mm D2=300210=320mm D3=320mm 220=360 mmmt w1=220 t w2=40 =9591.226W瓦2、将厚度20mm的钢板加热到5000C后，在200C的空气中冷却。 设冷却过程中钢板两侧面的平均表面热传导率为，钢板的热传导率为，则扩散率为。 试着决定了将钢板冷却到空气不同100C所需要的时间。用题意知道因此，可以用集总参数法进行处理。 从平板两侧对称受热，板内的温度分布必须在其中心对称，确立微分方程式，导入过剩温度，如下所示解决方案：3、如图所示包括二维、内部热源、常物性在内的稳态热传导问题、先导出内角顶点节点O(m，n )的离散方程。 且x=y时，解内角顶部节点O(m，n )的温度分布(8分钟)解答：4 .压缩空气横穿中冷器的管外流动，a 0=90W/(m 2 k )，冷却水在管内流动。 冷却管为外径16mm、厚度1.5mm的真？ 是管理者。 求求你：1 )此时热传递系数2 )管外表面的传热系数增加到2倍时，传热系数如何变化3 )管内面的传热系数变为2倍时，传热系数会发生怎样的变化。解：)相对于管外表面积的传热系数为2 )稍微计算壁热阻，传热系数为传热系数增加了96%(3)。传热系数的增加仍小于1%22222222222222222222222652已知5-20的水以2m/s的流速平行地流过平板，边界层内的流速为三次多项式分布。求出：计算距平板前缘10cm及20cm处的流动边界层厚度及两截面上边界层内流体的质量流量(以垂直于流动方向的单位宽度计算) .解： 20的水(1)x=10cm=0.1m=19880.72小于迁移雷诺数。(522 )设定=998.22=1.298(2)x=20cm=0.2m=39761.43 (尽力服务)m、6、水流过长为10m的直管，入口温度为20，出口温度为40，管内径d=20mm，水的管内流速为2m/s，求出对流换热系数和平均管壁温度。已知30水的物性为=0.618W/(mK )、=0.80510-6m2/s、Pr=5.42、=995.7kg/m3、cp=4.17kJ/(kgK ) . 管内湍流强制对流换热关联式的双曲馀弦值。解：定性温度保持着热量的平衡则：设管壁平均温度为t解： t=43.47 .试试电力为100W的灯泡的发光效率。 该灯泡的钨丝可被视为2900K的黑体，假设其几何形状为矩形薄片。解答：可见光的波长范围为0.380.76则从表面可以近似在可见光区域的能量发光效率图28、有圆柱，如图2所示，表面1温度、发射率、表面2温度、发射率、圆柱面3是绝热表面、角系数。 (1)求出表面1纯放射损失(2)绝热面3的温度.解答：(1)Eb1R1J1R12R2J2R13R23J3系列Eb3，是.(2). 是.9 .逆流式热交换器用水冷却润滑油。 流量为2.5kg /s的冷却水在管内流动，其进出口温度分别为15 和60 ，比热为4174J/(kg k )； 热油进出口温度分别为110和70，比热为2190 J/(kg k )。 传热系数为400W (m 2 k )。 估算必要的传热面积。已知： q m2=2.5kg/s计算平均温差(2)计算水吸收的热量(3)计算传热面积由得