硅酸盐工业热工基础作业答案2-1-32

1、 硅酸盐工业热工基础作业答案2-1解:胸墙属于稳定无内热源的单层无限大平壁单值条件 tw1=1300C tw2=300C=450mm F=10 m胸墙的平均温度 Tav（Tw1TW2）/2=（1300+300）/2=800C根据平均温度算出导热系数的平均值av0.920.7x0.001 x8001。48w/m.cQ=F(Tw1-Tw2)/=1.48X10X（1300300）/0.48=3.29X10W22解：窑墙属于稳定无内热源的多层平行无限大平壁由Q=/R或q=/Rt知，若要使通过胸墙的热量相同，要使单位导热面上的热阻相同才行 单值条件 140mm 2=250mm 1=0.13W/m.C 2

2、=0.39W/m.硅藻土与红砖共存时，单位导热面热阻(三层)Rt1=1/1+2/2+ 3/3=0.04/0.13+0.25/0.39+3/3若仅有红砖（两层） Rt2=/2+3/3=/0.39+3/3Rt1=Rt20.04/0.13+0.25/0.39=/0.39得 370mm,即仅有红砖时厚度应为370mm。23 解：窑顶属于稳定无内热源的单层圆筒壁单值条件 230mm R1=0.85m Tw1=700C Tw2=100C粘土砖的平均导热系数av=0.835X0.58X10X(Tw1+Tw2)/2=0.835+0.58X400X10=1.067W/m.C R2=R1+=1.08m当L=1时,

3、Q=2( Tw1-Tw2)/4Ln=2X3.14X1.067X1X600/4Ln=4200W/m因为R2/R12,可近似把圆筒壁当作平壁处理，厚度R2R1，导热面积可以根据平均半径Rav（R1R2）/2求出。做法与21同。24解：本题属于稳定无内热源的多层圆筒壁单值条件 150W/m。C 20.1 W/m。C 15mm 295 mmTw1=300C Tw2=50C d1=175mm d2=185mm d3=375mm若考虑二者的热阻，每单位长度传热量Q=( Tw1-Tw2)X2/()=若仅考虑石棉的热阻，则Q=可见QQ，因而在计算中可略去钢管的热阻。25解：本题属于稳定的无内热源的多层圆筒壁若

4、忽略交界面处的接触热阻，每单位长度通过粘土砖的热量Q1与通过红砖热量Q2相同单值条件 d1=2m d2=2.69m d3=3.17m Tw1=1100C Tw2=80C先假设交界处温度为600C，则粘土转与红砖的平均导热系数 Q1与Q2相差太大，表明假设温度不正确。重新假设交界处温度620C 则:Q1与Q2基本相等，因而交界处温度在620C附近。26 解：本题为稳定的无内热源的多层平行无限大平壁根据一维热量方程 其模拟电路如下单值条件： c0.3 d=0.8 W/m.C Tw1=370C Tw2=66C a=25mm b=c=75mm d=50mm 总热阻2-7 本题属于稳定的无内热源的单层无

5、限大平壁单值条件 Tw1=450C Tw2=50C q=340W/m.C 保温层平均导热系数q= 若要使q<340,那么要求保温层厚度不得小于147mm.2-8 本题属于稳定的无内热源的多层无限大平壁 ，做法与26同。根据一维热量方程 Q，把砌块分为三部分如图，其热阻分别为R1，R2，R3 模拟电路如下单值条件：Tw1=100C Tw2=20C 1=0.79W/m.C 2=0.29W/m.C 1=32.5mm 2=50mm 3=32.5mmF1=F3=0.39X1=0.39m F气0.27 m F实0.12 mR1R3 R气 R实R2 总热阻29 本题属于稳定的有内热源球体的导热因为球内

6、外表面温度保持不变，因而内热源散发的热量与球体传热量Q相同qv=Q单值条件 d1=150mm d2=300mm =73W/m.C tw1=248C tw2=38C根据公式231 球壁内外表面中心球面半径r=根据公式2-29 2-10 本题属于稳定的有内热源单层平壁的导热 。如图，以混凝土块中间层为Y轴所在平面建立坐标系，其中间层坐标为，温度为，外壁温度为，且单值条件t1=50C t2=20C =1.5W/m.C qv=100W/ 根据公式得到平壁内的温度分布方程为求平壁内最高温度位置，对其求导，并使之为得显然，在图中当x=0时，温度最高，因而有得因为只取了混凝土厚度的一半，因而总厚度为.m2-

7、11 解：本题属于具有稳定内热源的长圆柱体的导热单值条件d=3.2mm L=300mm U=10V tw=93C =70.cm =22.5W/m.C1) 钢丝电阻R=2) 钢丝电功率为3) 钢丝内热源为4) 求钢丝中心温度，根据式解：本题属于稳定的无内热源形状不规则物体的导热F1为物体内侧表面积，若内壁尺度分别用y1,y2,y3表示，且所有y>时，则整个中空长方体的核算面积为 Fx=F1+4X0.54(y1+y2+y3)+8X0.15=F1+2.16(y1+y2+y3)+1.2单值条件：y1=250mm y2=150mm y3=100mm =230mm t1=900C t2=80CFx=

8、2X(y1y1+y2y3+y1y3)+2.16(y1+y2+y3)+1.2=2X(250X150+150X100+250X100)+2.16X230(250+150+100)+1.2X230X230X10=(155000+248400+65480)X10=0.46688根据公式Q=2-13 解：不相同，直径大的管道热损失大本题属于稳定的无内热源的单层圆筒壁的导热设两管子的内直径分别为d1,d2，其厚度为，内外表面温度为t1,t2，导热系数为，已知d1<d2则单位长度管的传热量管的传热量 因为因而直径大的管道热损失大2-14 设d1=10d2 则Gr1=因为其他各要素同，仅考虑两直径不同的

9、影响Nu1=0.53Gr1=0.53 a= 因而两管子对流换热系数之比为0。562 热损失比值5。622-15 解：本题属于无限空间中自然对流换热 单值条件 d=3.0m L=10m Tw=68C Tf=22C 先判断Gr以判断流态，定性温度Tb=查得 另外 216 解：本题属于无限空间中的自然对流换热 单值条件 d=0.3m Tw=450C Tf=50C 先计算Gr以判断流态，定性温度 查表得 V40.61X Pr0.677 另外 于是有 故处于层流状态查表得C0.53 n1/4 定型尺寸 d=0.3m 每米管道上的对流散热量为 217 解：本题属于有效空间中的自然对流换热 热面在上面与下面

10、时，其当量导热系数不同，要分别考虑单值条件 20mm Tw1=130C Tw2=30C 1) 夹层中空气的平均温度 Tf 2）按80C查得空气的物性参数 3）计算Grf 属于层流，且热平面在下面4）求 5）计算对流换热量热面在上边与上同218 解：本题属于流体在管内流动时的换热单值条件 t=20C W=1.28m/s d=0.118m查表得 计算 得 220 解：本体属于流体强制在管内流动时的换热 单值条件 w=10m/s d=0.05m L=1.75m Tw=150C Tf=100C查表得 Pr0.688 Ref根据266 式计算 0.021X2936.5 X 0.85152.5因为L/d=

11、35<50 因而查表得修正系数得于是有故处于湍流状态查表得c=0.12 n=1/3 定性尺寸 d=3ma=227 1）解：根据斯蒂芬波尔茨曼定律可求得=5.67×10-8W/ T1=293.15K T2=873.15K 2)由于，平面1所辐射出的总能量全部投射在2上，反之亦然因而J1G2，J2G1 可看作A，因而列方程组 即 化简得G2J1同理得 3）净辐射热量228 1）当在两平面间放置一块黑度为0.8得蔗热板时，其净辐射热量为原来的一半 其辐射网络见课本Qnet1,2= 31=1 32=1 23=1 229 解：裸气管放在空气中，由于所辐射的能量全部为空气吸收，因而空气可以近似看作黑体 230 1) 解：在周围安装遮热管，起到了防止热量散失的功能，其中 其热阻网络结构见课本 解：太阳光射到平板上，平板吸收并向空气中辐射，由于平板温度恒定，因而吸收的能量与平板与空气之间的辐射换热量同T1 为平板温度231解：太阳光射到平板上，平板吸收并向空气中辐射，由于