传热习题答案j

1、第四章 习题解1解：设电热器的电流和电压为I和U,流经平板的热量流量为Q由题有 且有 对于薄板，取db厚度，有 又因为导热系数与温度存在线性关系，所以有 分别对db和进行积分 分别取边界条件，则得 根据题目所给条件，联立方程得解之得a=1.51×10-3 oC -1 =0.677W/（m·K）导热系数与温度的关系式为4.2 解：根据傅立叶定律有 即 分离变量并积分整理得 此即温度分布方程4.3 解：设耐火砖、绝热传、普通砖的热阻分别人r1，r2，r3。(1) 由题意得 所以有 =214.5 由题 T1=1000 oC； T2= T1 q r1 T1=50 oC；(2) 由题

2、意得，增加的热阻为4.4 解：设铝复合管、石棉、软木的对数平均半径分别为。由题有 (1): = =3.73×10-4+0.735+1.613 = 2.348 (m·K) / W Q/L= =46.85 W/m(2): = =3.73×10-4+2.758+0.430 = 3.189 (m·K) / W Q/L= =34.50 W/m可见，将导热系数小的材料换到内层后，冷损失量减少4.5 解：设耐火砖内侧表面和保温材料外侧表面的面积分别为A1和A4，耐火砖、钢筒和保温材料的对数平均面积分别为Am1、Am2和Am3。钢钢板内侧温度为T。因为钢板内侧温度较高，

3、所以内侧温度应该不越过400：为合理。稳态条件下，由题意，得=带入已知条件，解得T=472.2 >400 .计算结果表明该设计不合理，改进措施：(1) 提高钢板的工作温度，选用耐热钢板；(2) 增加耐火砖厚度，或改用导热系数更小的耐火砖；(3) 减少保温材料的厚度，增加系统散热速率，可降低钢板温度仪不节能。4.6 解：由题，取平均水温30 以确定水的物理性质。d=0.020 m、u1 m/s，995.7 kg/m3，80.07×10-5 Pa，. 4.7 解：以平均温度55查空气的物性常数，得=0.0287 W/(m·K), 1.99×10-4 Pa

4、3;s，Cp=1.005kJ(kg·K)，1.077 kgm3。 由题意，得所以流动为湍流 =52.79K由热量守恒得 =25×1.005×90/50.06××0.027×52.79 =2.77m4.8 解： 由题，该流动为湍流因为为同种流体，且流速不变，所以有 由 得 矩形管的高为19.63mm，宽为58.90mm，计算当量直径，得d2=38.37mm=105.4 W/(m2·K)4.9 解：(1) 将钢管视为薄管壁，则有 = =2.95×10-3 m2·K/W K=338.9 W/(m2·K

5、)（2）产生污垢后增加的热阻比例为= =17.34%注：视为油管壁将有5左右的数值误差：4.10 解：(1) 由热量守恒方程得 =3500×50/10=17500kg/h(2) 并流时有 =43.28K由热量守恒得 =3500×4.18×50/2320××0.18×43.28=3.58m(3) 逆流时有 =47.21 K由热量守恒得 =3500×4.18×50/2320××0.18×47.21 =3.28m比较得逆流所需的管路短，故逆流的传热效率高。4.11 解：设换热器恰好能满足要求

6、，则冷凝得到的液体温度为100。饱和水蒸气的潜热L2258.4 kJ/kg=74.55 K由热量守恒得 即 列管式换热器的换热面积为A总19×19mm××1.2m 1.364.21故不满足要求。4.12 解：由2.9×10-3，得 4.13 解：（1） 由题有 =1，, =0.8 =0.8×5.67×3×0.07××(5004-3004)/1004 =1.63×103 W（2） 由题有 =1， =5.671/0.8+3×0.07×/(0.3×3×4)×(1/0.93-1) ×3×0.07××(5004-3004)/1004 =1.6