【处理板】《传热学》复习题集锦.pdf

1 有一直径为 5cm 的钢球，初始温度为 450，将其突然置于温度为 30 空气中，设钢球表面与周围环境间的总换热系数为 24w/(m 2.)，试计算钢球冷却到 300 所需的时间。已知钢球的 c=0.48kJ/(kg.),=7753kg/m 3,=33w/(m.).（8 分）解:先验算 Bi 准数,钢球的特征尺寸为:故可以按薄材加热处理.=57.0s=0.158h 3.将初始温度为 80 ,直径为 20mm 的紫铜棒突然横置于气温为 20 ,流速为 12m/s 的风道之中,五分钟后,紫铜棒温度降到 34 .试计算气体与紫铜棒之间的换热系数.已知紫铜棒密度=8954kg/m 3,比热 C=383.1J/(kg ),导热系数=386W/(m )解:先假定可以用集总系统法分析紫铜棒的散热过程 其中 =5 60=300s 4.一蒸汽管道,内,外径分别为 150mm 和 159mm.为了减少热损失,在管外包有三层保温材料:内层为 2=0.11,厚 2=5mm 的石棉白云石;中间为 3=0.1,厚 3=80mm 的石棉白云石互状预制板;外壳为 4=0.14,厚 4=5mm 的石棉硅藻土灰泥;钢管壁的 1=52,管内表面和保温层外表面的温度分别为 170 和 30 .求该蒸汽管每米管长的散热量?解:已知 d 1=0.15m,d 2=0.159m,d 3=0.169m,d 4=0.339m 各层每米管长热阻分别为:管壁:石棉内层:石棉预制瓦:灰泥外壳:蒸汽管道每米长散热量为 5.压力为 1.013bar,20 空气以速度 V=35m/s 掠过平板,板长 L=70cm,壁面温度 t w=60 ,试求该板的换热系数及换热量(板宽按 1m 计算)?已知:40 空气物性参数为:=0.0271W/m =16.97 10-6 m 2/s Pr=0.711 解:按壁面与流体温度的算术平均值做为定性温度确定物性:查附录 得空气物性为:=0.0271w/m =16.97 10-6 m 2/s Pr=0.711 则 为紊流 对于紊流纵掠平板时,局部摩擦系数为:6.20 的空气在常压下以 10m/s 的速度流过平板,板面温度 t w=60 ,求距前缘 200mm 处的速度边界层和温度边界层以及 x,和单宽换热量,再用类比法求局部摩擦系数 C f.已知:40 空气物性参数为:=0.0271W/m =16.97 10-6 m 2/s Pr=0.711 =1.127kg/m 3 C p=1.009 10 3 J/kg 解:边界层内空气的定性温度:由题已知 40 空气物性参数为:=0.0271W/m =16.97 10-6 m 2/s Pr=0.711 为层流边界层.则 局部换热系数:单位宽度的换热量:40 空气物性参数为:=1.127kg/m 3 C p=1.009 10 3 J/kg 7.两平行大平板间的辐射换热,平板的黑度各为 0.5 和 0.8,如果中间加进一块铝箔遮热板,其黑度为 0.05,试计算辐射热减少的百分率?并画出辐射网络图.解:未加遮热板时,两大平板单位面积间的辐射换热量为:设置遮热板后:加入遮热板后的辐射换热量减少的百分率为:8.有两平行黑体表面,相距很近,他们的温度分别为 1000 与 500 ,试计算它们的辐射换热量,如果是灰体表面,黑度分别为 0.8 和 0.5,它们间的辐射换热量是多少?解:两黑体表面间的辐射换热量是:两灰体表面间的辐射换热量是:9.两个互相平行且相距很近的大平面,已知 t 1=527 ,t 2=27 ,其黑度 1=2=0.8,若两表面间按放一块黑度为 p=0.05 的铝箔遮热板,设铝箔两边温度相同,试求辐射换热量为未加隔热板时的多少成?若隔热板的黑度为 0.8,辐射换热量又为多少?解:未加遮热板时,两大平板间的辐射换热量为:设置遮热板后:10.有两个平行钢板,温度各保持 t 1=527 ,t 2=27 ,其黑度 1=2=0.8,两钢板间的距离比起钢板的宽和高相对很小,试求这两块钢板的自身辐射,有效辐射,净辐射热流,反射辐射,投射辐射和吸收辐射热流?解:两大平板间的辐射换热量为:处于热平衡时:自身辐射:有效辐射:反射辐射:R 1 G=J 1-E 1=19430-18579.4=850.56w/m 2 总投入辐射: