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1、第二章流体静力学(吉泽升版)2-1作用在流体上的力有哪两类,各有什么特点?解:作用在流体上的力分为质量力和表面力两种。质量力是作用在流体内部任何质点上的力,大小与质量成正比,由加速度产生,与质点外的流体无关。而表面力是指作用在流体表面上的力,大小与面积成正比,由与流体接触的相邻流体或固体的作用而产生。2-2什么是流体的静压强,静止流体中压强的分布规律如何?解:流体静压强指单位面积上流体的静压力。静止流体中任意一点的静压强值只由该店坐标位置决定,即作用于一点的各个方向的静压强是等值的。2-3写出流体静力学基本方程式,并说明其能量意义和几何意义。解:流体静力学基本方程为:乙且Z2P2或PP0ghP
2、0h同一静止液体中单位重量液体的比位能可以不等,比压强也可以不等,但比位能和比压强可以互换,比势能总是相等的。用必2-4如图2-22所示,一圆柱体d=0.1m,质量M=50kg.在外力F=520N的作用下压进容器中,当h=0.5m时达到平衡状态。求测压管中水柱高度H=?解:由平衡状态可知:(F吗g(Hh)(d/2)代入数据得H=12.62m2.5盛水容器形状如图2.23所示。已知hl=0.9m,h2=0.4m,h3=1.1m,h4=0.75m,h5=1.33m。求各点的表压强。解:表压强是指:实际压强与大气压强的差值。P0(Pa)P2Pg(h1h2)4900(Pa)P3Pg(h3h1)1960
3、(Pa)F4P31960(Pa)P5P4g(h5h4)7644(Pa)2-6两个容器A、B充满水,高度差为a0为测量它们之间的压强差,用顶部充满油的倒U形管将两容器相连,如图2.24所示。已知油的密度p油=900kg/m3,h=0.1m,a=0.1m。求两容器中的压强差。解:记AB中心高度差为a,连接器油面高度差为h,B球中心与油面高度差为b;由流体静力学公式知:P2水 gh P4油 gh巳 P2水g (a b)PB P4水 gbF3d 2ghF2D 2PPAPbP2P4水 ga 1079.1Pa2-8水压机如图2.26所示。已知大活塞直径 D= 11.785cm, 小活塞直径d=5cm ,杠
4、杆臂长 a= 15cm , b = 7.5cm,活塞 高度差h = 1m。当施力F1 = 98N时,求大活塞所能克服的 载荷F2。解:由杠杆原理知小活塞上受的力为F3: F3 b F a由流体静力学公式知:F3_ 2(d/2)ghF2 _ _ 2 (D/2)-F2=1195.82N2-10水池的侧壁上,装有一根直径d=0.6m的圆管,圆管内口切成 a= 45的倾角,并在这切口上装了一块可以绕上端钱链旋转的盖板,h=2m,如图2.28所示。如果不计盖板自重以及盖板与钱链间的摩擦力,问开起盖板的力T为若干?竹折圆形面积的Jc=兀a3b/4)解:建立如图所示坐标系 oxy,。点在自由液面上,y轴沿着
5、盖板壁 面斜向下,盖板面为椭圆面,在面上取微元面dA,纵坐标为y,淹深为h=y * sin 0,微元面受力为dF ghdA gysin dA板受到的总压力为F dF gsin ydA gsin ycAhcAAA盖板中心在液面下的图度为hc=d/2+h 0=2.3m,y c=a+h 0/sin45盖板受的静止液体压力为F=r lcA=9810*2.3*兀ab压力中心距较链轴的距离为:VcJch0d 14a3bn a aycAsin 452 sin 45ah0absin 45E 2.然X=d=0.6m,由理论力学平衡理论知,当闸门刚刚转动时,力F和T对钱链的力矩代数和为零,即:MFlTx0故T=6
6、609.5N2-14有如图2.32所示的曲管AOBOB段长L1=0.3m,/AOB=45,AO垂直放置,B端封闭,管中盛水,其液面到。点的距离L2=0.23m,此管绕AO轴旋转。问转速为多少时,B点的压强与O点的压强相同?OB段中最低的压强是多少?位于何处?解:盛有液体的圆筒形容器绕其中心轴以等角速度3旋转时,其管内相对静止液体压强分布为:22PP0-z2以A点为原点,OA为Z轴建立坐标系O点处面压强为P0Pagl222rB处的面压强为PbPagZ2其中:Pa为大气压。rL1sin45,ZL1cos45L2当PB=PO时3=9.6rad/sOB中的任意一点的压强为22rPPa寸g(rL2)对上
7、式求P对r的一阶导数并另其为0得到,g20.15m即OB中压强最低点距。处L/sin45代入数据得最低压强为Pmin=103060Pa第三章习题(吉泽升版)3.1已知某流场速度分布为uxx2,uy3y,uzz3,试求过点(3,1,4)的流线。解:由此流场速度分布可知该流场为稳定流,流线与迹线重合,此流场流线微分方程为:dxdydzdx dy dz求解微分方程得过点(3,1,4)的流线方程为:(x 2)3 y 13(z 3) y 1333.2试判断下列平面流场是否连续? Ux xsiny,Uy3x cosy(3-19,20)知:-=sin y解:由不可压缩流体流动的空间连续性方程23x siny
8、33xsin y23x 1 x sin y当 x=0 , 1,或 y=k 兀(k=0, 1, 2, )时连续。3.4三段管路串联如图 3.27所示,直径 d1=100 cm, d2=50cm, d3=25cm,已知断面平均速度 V3=10m/s, 求V1,V2,和质量流量(流体为水)。解:可压缩流体稳定流时沿程质量流保持不变,Q vA故:v1V2V1 Av3 A3Aiv3 A3A2v2A2 v3 A30.625m/s2.5m/s质量流量为: M ?Q水v3A3 490 Kg /s水从铅直圆管向下流出,如图3.28所示。已知管直径di= 10 cm, 管口处的水流速度 vi=1.8m/s,试求管
9、口下方 h = 2m处的水流速度V2,和直径d2解:以下出口为基准面, 不计损失,建立上出口和下出口面伯努利方程:h PL vL2g0 Pa V22 02g代入数据得:v2=6.52m/s由 ViA v2A2 得:d2=5.3cm水箱侧壁接出一直径 D = 0.15m的管路,如图 3.29所示。已知 h1 = 2.1m,h2=3.0m, 不计任何损失,求下列两种情况下 A的压强。(1)管路末端安一喷嘴,出口直径d=0.075m; (2)管路末端没有喷嘴。解:以A面为基准面建立水平面和 A面的伯努利方程:PA Va22g以B面为基准,建立 A,B面伯努利方程:h2(1)当下端接喷嘴时,VaAaV
10、bAbD Va2PA2 2gVb2 Pa2g解得va=2.54m/s,PA=119.4KPa(2)当下端不接喷嘴时,vaVb解得PA=71.13KPa3.7如图3.30所示,用毕托管测量气体管道轴线上的流速Umax,毕托管与倾斜(酒精)微压计相连。已知d=200mm,sina=0.2,L=75mm,酒精密度p1=800kg/m3,气体密度p2=1.66Kg/m3;Umax=1.2v(v为平均速度),求气体质量流县里。解:此装置由毕托管和测压管组合而成,沿轴线取两点,A(总压测点),测静压点为B,过AB两点的断面建立伯努利方程有:ZbPb2vmaxZaPa2vA气2g气2g其中ZA=ZB,vA=
11、0,此时A点测得的是总压记为PA*,静压为PB19不计水头损失,化简得PA-PB-气vmax22,一一一*IPA-pb酒精气gLcosa由于气体密度相对于酒精很小,可忽略不计。由此可得2gL 1cosa vmax气体质量流量:M2vA2 vmax A1.2代入数据得M=1.14Kg/s3.9如图3.32所示,一变直径的管段AB,直径dA=0.2m,dB=0.4m,高差h=1.0m,用压强表测得PA=7x104Pa,PB=4x104Pa,用流量计测得管中流量Q=12m3/min,试判断水在管段中流动的方向,并求损失水头。解:由于水在管道内流动具有粘性,沿着流向总水头必然降低,故比较A和B点总水头
12、可知管内水的流动方向。AAC12,3,、vaAavbAbQ(m/s)60va6.366m/s,vb1.592m/sHA0PA-va-9.2m只供学习与交流2gHBhPBvb5.2m2g即:管内水由A向B流动。以过A的过水断面为基准,建立A到B的伯努利方程有:Pava2hh2gPBvbhw2g代入数据得,水头损失为hw=4m第九章(无气隙)及固液分界面,悌岸察理町爆度好布示意图1.对正在凝固的铸件来说,其凝固成固体部分的两侧分别为砂型试列出两侧的边界条件。解:有砂型的一侧热流密度为常数,故为第二类边界条件,即。0时q(x,y,z,t)n固液界面处的边界温度为常数,故为第一类边界条件,即。0时Tw
13、=f()注:实际铸件凝固时有气隙形成,边界条件复杂,常采用第三类边界条件.用一平底锅烧开水,锅底已有厚度为3mm的水垢,其热导率入为1W/(m-C)。已知与水相接触的水垢层表面温度为111C。通过锅底的热流密度q为42400W/m2,试求金属锅底的最高温度。解:热量从金属锅底通过水垢向水传导的过程可看成单层壁导热,由公式(9-11)知_3T口42400310127.20CTtt2t1111C,得t1=238.2C.有一厚度为20mm的平面墙,其热导率入为1.3W/(mC)。为使墙的每平方米热损失不超过1500W,在外侧表面覆盖了一层入为0.1W/(mC)的隔热材料,已知复合壁两侧表面温度分布7
14、50c和55C,试确定隔热层的厚度。解:由多层壁平板导热热流密度计算公式(9-14)知每平方米墙的热损失为T1T21500750551500上0.02上121.30.1得244.8mm6.冲天炉热风管道的内/外直径分别为160mm和170mm,管外覆盖厚度为80mm的石棉隔热层,管壁和石棉的热导率分别为入1=58.2W/(mC),?2=0.116W/(mC)o已知管道内表面温度为240c,石棉层表面温度为40C,求每米长管道的热损失。解:由多层壁圆管道导热热流量公式(9-22)知Ti240oC,T3 400Gdi 0.16m,d2 0.17m,d30.33m,1 58.2 20.116执八、7
15、.2 (Ti T3)l生 d1l生 d2解:查表 2.12 3.14 (240 40)2 3.142001 0.17n 01658.21 0.33n 0.170.1160.001 5.718219.6w/m0.00019t,已知370mm0.37m,t 1(16500C 3000C)29750C2.1 0.00019 975 2.285525,q2.28525T- (1650 300)0.37 .28338.07w/m8.外径为100mm的蒸汽管道覆盖隔热层采有密度为 20Kg/m3的超细玻璃棉毡, 外壁温度为400 C,要求隔热层外壁温度不超过 50 C,而每米长管道散热量小于 确定隔热层的
16、厚度。已知蒸汽管163W,试解:已知 t1 4000cdi 0.1m,t2 50oC,- 163w.查附录C知超细玻璃棉毡热导率400 50。/0.033 0.00023t 0.0847*225 C2由圆筒壁热流量计算公式(9-20)知:Q 2 T 2 3.14 0.08475 (400 50) 攸得 d2 0.3149.而d2d1 2 得出3d21d1 -(0.314 0.1) 0.107m解:UI15 0.1231.845W,150 75_37.5mm 0.0375m21.845 0.0375dd2 T 3.14 0.075 0.15 (52.8 47.3)0.356.在如图9-5所示的三
17、层平壁的稳态导热中,已测的ti,2t3及t4分别为600C,500C,200c及100C,试求各层热阻的比例bc解:根据热阻定义可知R1,而稳态导热时各层热流量相同,由此可得各层热阻之比为q,Rti:Rt2:Rt3(tlt2):(t2t3):(t3t4)=100:300:100=1:3:1.题略解:(参考例9-6) Nx2 at0.52 0.69*10 6 *120* 36000.4579查表ef(N)0.46622,代入式得TTw(T0Tw)erf(N)1037(2931037)*0.46622k709.3k.液态纯铝和纯铜分别在熔点(铝660C,铜1083C)浇铸入同样材料构成的两个砂型中
18、,砂型的密实度也相同。试问两个砂型的蓄热系数哪个大?为什么?答:此题为讨论题,砂型的蓄热系数反映的是材料的蓄热能力,综合反映材料蓄热和导热能力的物理量,取决于材料的热物性bcc。两个砂型材料相同,它们的热导率入和比热容c及紧实度都相同,故两个砂型的蓄热系数一样大。注:铸型的蓄热系数与所选造型材料的性质、型砂成分的配比、砂型的紧实度及冷铁等因素有关!考虑温度影响时,浇注纯铜时由于温度较纯铝的高,砂型的热导率会增大,比热和密度基本不变,从而使得砂型蓄热系数会有所增大.试求高0.3m,宽0.6m且很长的矩形截面铜柱体放入加热炉内一小时后的中心温度。已知:铜柱体的初始温度为20C,炉温1020C,表面
19、传热系数a=232.6W/(m2:C),入=34.9W/(mC),c=0.198KJ/(KgC),p=780Kg/m3。解:此题为二维非稳态导热问题,参考例9.8,可看成两块无限大平板导热求解,铜柱中心温度最低,以其为原点,以两块平板法线方向为坐标轴,分别为x,y轴。则有:009-21两块无限卞平板正交形成眄无限限而形库热扩散率34.90.198* 103 * 7800_ _ _ 一 52.26*10m2/s(Bi)x232.6*0.3 /1.99934.9(F0)xat-21 42.26*10(0.3)* 36002 0.904(Bi)y232.6*0.1534.90.9997(F0)yat
20、-22_ 52.26* 10 * 36002(0.15)3.62查9-14得,(m)x 0.450()y00.08m)(0钢镜中心的过余温度准则为中心温度为Tm 0.036 029.1*7.84784042.0*870*100.007 0.1M经上述验算本题可以采用此方法计算温度随时间的依变关系。10.1*- 0.052参阅杨世铭编传热学第二m)x()y0.45*0.080.03600Tf=0.036*(293-1293)+1293=1257k=984C15.一含碳量Wc=0.5%勺曲轴,加热到600c后置于20c的空气中回火。曲轴的质量为7.84Kg,表面积为870cm2,比热容为418.7
21、J/(Kg6),密度为7840Kg/m3,热导率为42W/(mC),冷却过程的平均表面传热系数取为29.1W/(m2C),问曲轴中心冷却到30c所经历的时间。(原题有误)解:当固体内部的导热热阻小于其表面的换热热阻时,固体内部的温度趋于一致,近似认为固体内部的温度t仅是时间t的一元函数而与空间坐标无关,这种忽略物体内部导热热阻的简化方法称为集总参数法。通常,当毕奥数Bid。近似地采用稳态工0.531 40.591 4况下获得的准则式来比较两种情况下自然对流表面传热系数,则有:水平放置.(GrPr)1gTl3/Tv2gTd3/Tv2,NuG(GrPr)1n,n(2)竖直放置.(GrPr)2gTl
22、3/Tv2gTLTV2,NU2C2(GrPr)2n,nNU1NU2G(GrPr)1n.c2(GrPr)2n(d)340.59L0.53134NuiNu2-()101.6.1dL0.5910由此可知:对给定情形,水平放置时冷却比较快。所以为了加速冷却,圆柱体应水平放置。.一热工件的热面朝上向空气散热。工件长500mm,宽200mm,工件表面温度220C,室温20C,试求工件热面自然对流的表面传热系数(对原答案计算结果做了修改) TOC o 1-5 h z 解:定性温度tJf22020120c22定性温度下空气的物理参数:3.34102w.m1C1,v25.45106m2.s1,Pr0.686特征
23、尺寸,L500200350mm0.35m232热面朝上:GrPrg-TPr9.81(220220)0.350.6862.267108106,vT(25.4510)(273120)故为湍流。查表得c0.15,1/3Nuc(GrPr)n0.15(2.267108)1/391.462Nu-91.468.73w.(m2C)L0.35.上题中若工件热面朝下散热,试求工件热面自然对流表面传热系数解:热面朝下:105GrPr1011,层流,查表得c0.58,n1/5Nu0.58(2.267108)0.227.1973.34102Nu29.1972.595wm2cL0.355.有一热风炉外径D=7m,高H=4
24、2m,当其外表面温度为200C,与环境温度之差为40C,求自然对流散热量(原答案缺少最后一步,已添加)解:定性温度t200(20040)180C2定性温度下空气的物性参数为:3.78102w.m1C1,v32.49106m2.s1,Pr0681依题应为垂直安装,则特征尺寸为H=42m.GrPrg THv2TPr39.81 40 42(32.49 10 6)2 (180 273)0.6814.14 1013 ,1查表得c0.1n-3Nu0.1(4.141013)0.3331590.27一 一 一 一 21590.27 3.78 10423.1w m2 C自然对流散热量为QA(Tw Tf)3.15
25、.7 42 40 1.145 10 W7.在外掠平板换热问题中,试计算25c的空气及水达到临界雷诺数各自所需的板长,取流速v=1m/s计算,平板表面温度100c(原答案计算有误,已修改)解:定性温度为tmtwf1002562.5C22.对于空气查附录计算得v189720.0218.971061923106m2/sv625c18.972.51019.2310m/s10RevlvlRevv510519.2310619.62m.对于水则有:v625c0.4780.4780.4152.51060.462106m2/s625c10RevlvlRevv51050.46210610.231m8.在稳态工作条
26、件下,20c的空气以10m/s的速度横掠外径为50mm管长为3m的圆管后,温1560W试求横管外侧壁温(原答案定(tw tf)/2 (60 20) 2 40 C度增至40Co已知横管内匀布电热器消耗的功率为性温度计算有误,已修改)解:采用试算法假设管外侧壁温为60C,则定性温度为t查表得2.76 102w.m1. C 1vm 16.96 10 6m2s 1Pr 0.699Re Vd v310 50 1016.96 10 62.95 104 4000 Re 40000,c 0.171n 0.618NucRen0.171 (2.95 104)0.618 98.985Nu d298.985 55.9
27、75 wm250 10 3A(Tw Tf)即:3_1560 55.975 3.14 50 103 (Tw 20) Tw 79.17 C与假设不符,故重新假设,设壁温为80 C.则定性温度tm (tw tf) (80 20) 50 C 22查表得m 2.83 10 2w.m 1. C 1 Vm 17.95 10 6m2.s 1 ,Pr 0.698c105010 c c “4Re Vd/v 2.79 10 , 4000 Re 40000,17.95 10c 0.171n 0.618Nu cRen0.171 (2.79 104)0.61895.49Nu d2.90 10 2. 295.49 3- 5
28、5.38w m . C50 103_A(Tw Tf),即:1560 55.38 3.14 50 103 (Tw 20)Tw 79.80 C与假设温度误差小于 5%,是可取的。即壁面温度为79.80 C .10.压力为1.013*105Pa的空气在内径为 76mm的直管内强制流动,入口温度为 65C,入口体积流量为0.022m3/s,管壁平均温度为 180C,试问将空气加热到115c所需管长为多少?解:强制对流定性温度为流体平均温度流体平均温度Tf65- 90,查查附录Ff 22.10 10 6m2.s203.13 10 2w/mC,Cp1.009103J/Kg.CPrf0.69,f 21.5
29、10 6Pa.Svd_aRef一 *VfVf0.076 0.0223.14 0.0382 22.10 10 61.67441010为旺盛湍流。由于流体温差较大应考虑不均匀物性的影响,应采用实验准则式(10-23 或 24)计算 Nuf0即Tw180C,Prw0.618,w25.3106Pa.SNuf0.027Ref08Prf0.3()0.140.027(1.67104)0.8w0.6903(21.51025.3106.0.146)=56.397fNu一56.3973.1310一一20_23.23w/m.Cd0.076质量流量qmqv.0.0220.9720.0214Kg/s散热量QqmCp(T
30、2Ti)30.02141.00910(11565)107963JQA(TwTf)dl(TwTf)1079.6323.23(18090)3.140.0762.14(m)一,l214一一、一因为-土428.1660,所以需要进行入口段修正。d0.0760.70.76入口段修正系数为11g100761.1L2.14.一一_.2一11.123.2425.48w/mC1079.6325.48180903.140.0761.97m(方法二)定,沙温度为流生平均温度1查附录F得,P可=0.59=215,10y九$Cp=lCK)910VK/C=0.972相;/在入口温度下p-I0045炫/故进口质量况量:南:
31、0.022/LOO45Ax=2.29Xxl(f25网=_i2298102_i-9心id7曲电B14006215k|Q6先按60计,A;.=0.023x(179x10)oax069n=500850.08IO_:-25a=-=20.62m-/m2C0076空气在115XZ时,T。%,“依&*)65c时,C;-l007k/feJC)故加热空气所需热量为:Q=m(C簿-C弭)=0.02298,(1.009J05115-1007103x65)二1162,却由大温差修正关系式得:所需管长:273 I 90、2757180;= 0.8X5-2.96(7)11620.620.885(18090)?.I4007
32、6/Id2.9Gh,0.07(y=3866(.)需进行短管修正匚f=1+(,/厂=1.0775所需管长为2.96/L0775=2.75m11.解:tf300C时,Pr水5.42,Pr空0.701,Nuj,Nuf0.023Re0.8Pr0.4_210_210_水61.810wmC,空2.6710wmC0.4水Pr水水一D04空Pr空空( 5.42 产0.701一 _261.8 10(22.67 10 25.2512.管内强制对流湍流时的换热,若Re相同,在tf=30C条件下水的表面传热系数比空气的高多少倍?解:定性温度tf30c查附录D得到:prf7K5.422 J水 61.8 10 w.m C
33、查附录F得至kR空气0.70121空气2.67 10 w.m C 为湍流,故Ref相同0.80.4Nuf7K 0.023 RefPr0.80.4Nuf空气 0.023 Ref P空气52.46(5.42)0.461.8102()20.7012.6710在该条件下,水的表面彳热系数比空气高52.46倍。第十一章辐射换热1.100W灯泡中鸨丝温度为2800K,发射率为0.30。(1)若96%的热量依靠辐射方式散出,试计算鸨丝所需要最小面积;(2)计算鸨丝单色辐射率最大时的波长解:(1)鸨丝加热发光,按黑体辐射发出连续光谱_2.0.3,Cb5.67W/mK1,2Cb A42800100100*96%
34、4将数据代入为:0.3*5.67Al280096A1=9.2*10-5/100(2)由维恩位移定律知,单色辐射力的峰值波长与热力学温度的关系3mT2.8976*10m.k,当T=2800k时,m=1.034*10-6m3.一电炉的电功率为1KW,炉丝温度为847C,直径为1mm,电炉的效率(辐射功率与电功率之比)为0.96,炉丝发射率为0.95,试确定炉丝应多长?解:由黑度得到实际物体辐射力的计算公式知:AEa1Eb1CbA(三)4103*0.961Cb(Dl)(1)41001001 3607m一3847273430.95*5.67*3.14*10*1*(83)0.96*101004.试确定图
35、11-28中两种几何结构的角系数X12解:由角系数的分解性得:X2 X1,(2 B) X1,b由角系数的相对性得:X1,bX B,1AA1X b,1(1.5)21.52XB,1X B,1 X B,(1 A) X B, AX 1,(2 B)X(2B),1A2 B2.5* 1.5X (2 B),115-X (2B),1X(2B),1X(2B),AX(2B),(1A)所以X(2B),1X(2B),(1A)X(2B),AY,Z对于表面B和(1+A),X=1.5、Y=1.5、Z=2时,一1,一1.333杳表得XXY.ZXB(1A)0.211,对于表面B和A,X=1.5,丫=1.5,Z=1,1,0.667
36、,XX查表得Xb,a0.172,所以Xb,1Xb,(1A)Xb,a0.2110.1720.039,.3.3.,一一X1,B-XB,1-*0.0390.0585。对表面(2+B)和(1+A),X=1.5,Y=2.5,Z=2,Y,一Z一1.667,1.333,查表得X(2b),(1a)0.15。对于表面(2+B),A,X=1.5,Y=2.5,Z=1,丫1.667,0.667,查表得X(2b)a0.115,XX,所以 X(2 B),1X(2 B),(1 A) X (2 B),A0.15 0.115 0.035,5X1,(2B)-X(2B),12.5*0.0350.0875X1,2X1,(2B)X1,
37、B0.08750.05850.029由角系数的分解性X1,2X2,1-X2,1X2,1,X2,1X2,(1A)X2,A,A11.5一一一_YZ对表面2和A,X=1.5,Y=1,Z=1,0.67,0.67XX查表得X2,a0.23。对面2和(1+A),X=1.5,Y=1,Z=2,Y0.67,Z1.33,XX查表得X2,(1A)0.27X2,1X2,(1A)X2,A,代入数据得X2,10.04,所以Xi,2X2,10.04.两块平行放置的大平板的表面发射率均为0.8,温度分别为t1=527C和t2=27C,板的间距远小于板的宽与高。试计算(1)板1的本身辐射(2)对板1的投入辐射(3)板1的反射辐
38、射(4)板1的有效辐射(5)板2的有效辐射(6)板1与2的辐射换热量解:由于两板间距极小,可视为两无限大平壁间的辐射换热,辐射热阻网络如图,包括空间热阻和两个表面辐射热阻。=a=0.8,辐射换热量计算公式为(11-29)。,244l 8003005.67上岛 Eb2)100100A 工工1 2上1120.8 0.8一 一 215176.7W/m1A1(E;1J1),同理 5,2111J2Eb2122其中J1和J2为板1和板2的有效辐射,将上式变换后得11J1 Eb1 q1,25.67119430.1W/m2,12cJ2 Eb2 q1,25.6724253.4W/m24故:(1)板 1 的本身辐
39、射为 E11Eb1 0.8 5.67 型018579.5W/m2100(2)对板1的投入辐射即为板2的有效辐射 G1 J2 4253.4W/m2(3)板1的反射辐射为,p 1=1- a =0.2 ,G11J2 J1 Eb1 19430.1 18579.5 850.68W/m248001003001001 0.81517.7 0.81517.7 0.8(6)由于板1与2间的辐射换热量为:q1,215176.7W/m2.设保温瓶的瓶胆可看作直径为10cm高为26cm的圆柱体,夹层抽真空,夹层两内表初始时刻水温的平均下降速率。夹层两面发射率都为0.05。试计算沸水刚注入瓶胆后,壁壁温可近似取为100c及20CAiCb4T14T2解:1,2A(EbEb2) rr2100100DhCb 工1004T2100代入数据得1,21.42w,1,2*tcm T1,2cm1,2c V查附录知100 C水的物性参数为C 4.22KJ /958.4Kg/m代入数据得172*1
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