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第5章热量传输的基本概念及基本定律5-1一块厚50mm的平板，两侧表面分别维持在℃，℃。试求下列条件下导热的热流密度：（1）材料为铜，;(2)材料为灰铸铁，；（3）材料为铬砖，。解参见式（5.6）有在稳态导热过程中，垂直于x轴的任一截面上的热流密度是相等的，即q是常量。将上式分离变量并积分得于是这就是当导热系数为常数时一维稳态导热的热流密度计算式。将已知数值代入该式，得铜灰铸铁铬砖5-2一块温度127℃的钢板。（1）已知钢板的发射率，试计算钢板发射的热流密度（即单位面积发射出的辐射热流量）。（2）钢板除本身发射出辐射能散热外，还有什么其它散热方式？（3）已知,钢板周围的空气温度为27℃，试求自然对流散热的热流密度。解（1）按式（5.15），钢板发射出的热流密度为（2）还有自然对流散热方式。（3）自然对流散热按牛顿冷却公式（5.11）计算5-3为了测量某种材料的热导率，用该材料制成厚5mm、直径25mm的圆形平板试件。第一次试验时测得通过试件的导热量为0.22W，试件两侧温度分别为20℃和50℃。第二次试验时测得通过试件的导热量为0.32W，试件两侧温度分别为200℃和220℃。求两次试验中材料的热导率分别是多少？比较两次计算结果，说明了什么？解由5-1题可知第一次试验材料的热导率第二次试验材料的热导率计算结果表明：两次试验所测同一材料的热导率不同，除了测量误差外，还反映了材料的热导率是随温度变化的。5-4．平板导热仪是用来测量板状材料热导率的一种仪器，如图所示。设被测试件为厚20mm、直径为300mm的圆盘，一侧表面的温度为250℃，另一侧表面的温度为220题5-4示意图解：略5-5．机车中，机油冷却器的外表面面积为0.12m2,表面温度为65℃。形势时，温度为32℃的空气流过解：略5-6．一电炉丝，温度为847℃，长1.5m，直径为2mm解：由实际物体的四次方定律得：5-7．用直径0.18m,厚的水壶烧开水，热流量为1000，与水接触的壶底温度为107.6℃。因长期使用，壶底结了一层厚的水垢，水垢的热导率为，假如与水接触的水垢表面温度仍为107.6℃，壶底热流量不变，问水垢与壶底接触面的温度增加了多少。解：略℃）5-8.一根长15m的蒸汽管道水平通过车间，其保温层外径为580mm，外表面温度为48℃，车间内空气温度为30℃，保温侧外表面与空气的对流换热系数为解：略（）5-9．试求上题中蒸汽管道德辐射散热量。已知系统发射率为保温层外表面的发射率。物体2为周围物体，其温度接近空气温度。解：由式（8.16）得：5-10．厚度为25mm的聚氨酯泡沫塑料，两表面温度差为5℃，材料的热导率为，试计算通过该材料的热通量。解：略5-11．30℃的空气吹过150℃的热表面，如果空气与热表面的对流换热系数为解：由牛顿冷却公式，热表面对流散失的热量为5-

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