2022年传热学课后标记题目答案-.docx

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1、精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -第一章1-8 热水瓶胆剖面的示意图如附图所示.瓶胆的两层玻璃之间抽成真空,内胆外壁及外胆内壁涂了反射率很低的银.试分析热水瓶具有保温作用的缘由.假如不当心破坏了瓶胆上抽气口处的密闭性,这会影响保温成效吗？解：保温作用的缘由：内胆外壁外胆内壁涂了反射率很低的银,就通过内外胆向外辐射的热量很少,抽真空是为了削减内外胆之间的气体介质,以削减其对流换热的作用.假如密闭性破坏,空气进入两层夹缝中形成了内外胆之间的对流传热,从而保温瓶的保温成效降低.21-10 一炉子的炉墙厚13cm,总面积为 20 m,平均导热系数

2、为1.04w/m.k ,内外壁温分别是520及 50.试运算通过炉墙的热缺失.假如所燃用的煤的发热量是2.09 104kJ/kg ,问每天因热缺失要用掉多少千克煤？解： 依据傅利叶公式可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_QAt1.04205205075.2 KW可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_每天用煤24360075.20.13可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2.0910 4310.9 Kg / d可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1-16 为了说明冬天空气的温度以及风速对人体冷暖感觉的影响,欧美国家的天气预报中普遍采用风冷温度的概念（

3、 wind-chill temperature ）.风冷温度是一个当量的环境温度,当人处于静止空气的风冷温度下时其散热量与人处于实际气温、实际风速下的散热量相同.从散热运算的角度可以将人体简化为直径为25cm、高 175cm、表面温度为30的圆柱体,试运算当表面传热系可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2数 为 15W / m K时人体在温度为20的静止空气中的散热量.假如在一个有风的日子,表面可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_传热系数增加到50W /m2 K,人体的散热量又是多少？此时风冷温度是多少？可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_41-19 在 1

4、-14 题目中,假如把芯片及底板置于一个封闭的机壳内,机壳的平均温度为20,芯 片的表面黑度为0.9,其余条件不变,试确定芯片的最大答应功率.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解：辐射AT1T 4 0.95.6710 8 85273 420273 4 0.00014可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2P对流 辐射 1.657W可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1-21有 一 台 气 体 冷 却 器 , 气 侧 表 面 传 热 系 数h1 95W/m 2 .K , 壁 面 厚 2.5mm ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_46.5W /

5、m.K 水侧表面传热系数h25800 W/m 2 .K .设传热壁可以看成平壁,试运算可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_各个环节单位面积的热阻及从气到水的总传热系数.你能否指出,为了强化这一传热过程,应h第一从哪一环节着手？可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_R10.010526;0.00255R111.72410 4 ;可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1解：h1K111hhR246.525.37610;325800可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_就12 94.7 W/m.K ,应强化气体侧表面传热.其次章可编辑资料 - - - 欢迎下

6、载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页,共 28 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -2-2 一冷藏室的墙由钢皮矿渣棉及石棉板三层叠合构成,各层的厚度依次为0.794mm.,152mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_及 9.5mm,导热系数分别为45 W / m.K ,0. 07 W / m.K 及 0.1 W / m.K .冷藏室的有效换热可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_面积为37.2

7、m 2,室内外气温分别为-2 及30,室内外壁面的表面传热系数可分别按可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_221.5W / m .K 及 2.5 W / m .K 运算.为维护冷藏室温度恒定,试确定冷藏室内的冷却排管每小时需带走的热量.解： 由题意得可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_t1t2123110.0007940.1520.00951231.52.5450.070.1A11h1h230237.2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ 357.14W357.14 3600 1285.6KJ2-7 如附图所示的不锈钢平底锅置于电器灶具上被加热,灶具的功率为

8、1000W ,其中 85用于加热平底锅.锅底厚 =3 ,平底部分直径d=200 ,不锈刚的导热系数 =18W/ （ m K ）,锅内汤料与锅底的对流传热表面传热系数为2500W/ （ K）,流体平均温度tf=95 .试列出锅底导热的数学描写,并运算锅底两表面的温度.解：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2-15 外径为 50mm 的蒸气管道外,包覆有厚为40mm 平均导热系数为0.11W / m.K 的煤灰泡可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_沫砖.绝热层外表面温度为50,试检查矿棉渣与煤灰泡沫砖交界面处的温度是否超过答应值？又.增加煤灰泡沫砖的厚度对热缺失及交界面处

9、的温度有什么影响？蒸气管道的表面温度取为400.解： 由题意多层蒸气管总热流量2 l t1t 2Zln d1d2/1ln d3d2/2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_代入数据得到Z168.25W可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由附录知粉煤灰泡沫砖材料最高答应温度为300 由此设在300时可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2 l t1t2172.33W可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ln d1d2/1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2 l t1t 22358.29W可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ln

10、d 3d 2/2由于12z所以不会超过答应温度.当增加煤灰泡沫砖的厚度会使热缺失增加,从而边界面处温度下降.W / m.K 42-22 一个储液氨的容器近似的看成为内径为300mm 的圆球.球外包有厚为30mm 的多层结构可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_的隔热材料.隔热材料沿半径方向的当量导热系数为1.810,球内液氨的温度为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_-195.6,室温为25,液氨的相变热为199.6kJ/kg .试估算在上述条件下液氨每天的蒸发量.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第

11、 2 页,共 28 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4251.810195.6 40.822W可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解：m0.82210.1524360010.1650.3562 Kg可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_199.610002-30 一高为 30cm 的铝制圆台形锥台,顶面直径为8.2cm,底面直径为13cm.底面及顶面温度 各自匀称,并分别为520及 20,锥台侧

12、面绝热.试确定通过该锥形台的导热量.铝的导热可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_系数为 100W / m.K .A xdt可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解：依据傅利叶导热公式得dxx0x030可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由于：4.16.5得 x051.23可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_x0dx6.54.1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_rx30得 rx0.410.082 dx可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_代入数据积分得1397W可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_22-36 q=1

13、000W/m的热流沿x 方向穿过厚为20mm 的平板 （见附图）.已知 x=0mm,10mm,20mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_处的温度分别为100, 60及 40.试据此确定材料导热系数表达式均温度）中的0 及 b .0 1b （ t 为平可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_t解： x=0mm,x=10mm处的平均温度10060802可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_又0 1b q所以热量t1t 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_10000 180b10060可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_即0.02（ 1）可编

14、辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_同理 x=10mm,x=20mm处得10000 150b6040可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_0.02联立得 b=-0.00900.687（ 2）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2-52 在外径为25mm 的管壁上装有铝制的等厚度环肋,相邻肋片中心线之间的距离s=9.5mm,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_环肋高H=12.5mm, 厚 0.8mm.管壁温度tw200 ,流体温度t f90,管壁及肋片与可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_流体之间的表面传热系数为110W散热量.2/ m .K

15、 .试确定每米长肋片管（包括肋片及基管部分）的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解： HH/ 212.9 mm; A2A1.0310 5 m2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_查表得238 W/m.K可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3 H 2h1 / 2A20.31可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页,共 28 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - -

16、-可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_r112.5mm; r 2r1H25.4mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_从图查得,f0.8802r2r1h t wt f37.15W可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_肋片两面散热量为：肋片的实际散热量为：0f32.7W可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_h tt2 r s9.021W ; n1105可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_两肋片间基管散热量：wf1s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_总散热量为Zn4382.8W可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2-

17、53 过热蒸气在外径为127mm 的钢管内流过,测蒸气温度套管的布置如附图所示.已知套管可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_外径 d=15mm ,壁厚 0.9mm,导热系数49.1 W/m.K .蒸气与套管间的表面传热系数可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_h=105 W2/ m .K .为使测温误差小于蒸气与钢管壁温度差的0.6,试确定套管应有的长度.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解：按题意应使h00.6%,h01 ch mh0.6100 ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ch mh166.7 ,查附录得：mharcch166.75.

18、81 ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_mhU A49.11050.910 348.75, H5.8148.750.119m.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_第三章3 4 在一内部流淌的对流换热试验中（见附图）,用电阻加热器产生热量加热量管道内的流体,电加热功率为常数,管道可以当作平壁对待.试画出在非稳态加热过程中系统中的温度分布随时间的变化 （包括电阻加热器,管壁及被加热的管内流体）.画出典型的四个时刻.初始状态（未开头加热时） ,稳固状态及两个中间状态.解：如下列图：3 15 一种火焰报警器采纳低熔点的金属丝作

19、为传热元件,当该导线受火焰或高温烟气的作用可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_0而熔断时报警系统即被触发,一报警系统的熔点为500 C,210W / mK ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页,共 28 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_7200kg / m3 , c420J/

20、kgK ,初始温度为250C.问当它突然受到6500C 烟气加热后,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_为在 1min 内发生报警讯号,导线的直径应限在多少以下？设复合换热器的表面换热系数为.12W / m2K 解：采纳集总参数法得：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_exphA可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_0cv,要使元件报警就500 0 C可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_50025650650exphA cv,代入数据得D 0.669mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_

21、验证 Bi 数：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_BihV/ AhD0.0095410 30.05,故可采纳集总参数法.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3 16 在热处理工艺中,用银球试样来测定淬火介质在不同条件下的冷却才能.今有两个直径为 20mm的银球,加热到6000C 后被分别置于200C 的盛有静止水的大容器及200C 的循环水中.用热电偶测得,当因球中心温度从6500C 变化到 4500C 时,其降温速率分别为1800C/s 及3600C/s .试确定两种情形下银球表面与水之间的表面传热系数.已知在上述温度范畴内银的物可编辑资料 - - - 欢迎下载精品

22、_精品资料_性参数为 c2.62102 J / kgk、10 500kg / m3、360W/mK .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解：此题表面传热系数未知,即Bi 数为未知参数,所以无法判定是否满意集总参数法条件.为此,先假定满意集总参数条件,然后验算可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_exphA可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ 1）对静止水情行,由0cv,代入数据可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_06502030,430,V / AR/ 30.00333,200/1801.115可

23、编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_hcV/ A ln0 3149W / m2K 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_验 算 Bi 数可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_Bi vhV/ Ah R / 30.02910.0333, 满意集总参数条件.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ 2）对循环水情形,同理,200 / 3600.56 s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_h按集总参数法时cV

24、/ A ln0 6 299W / m 2K 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页,共 28 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_验 算 Bi 数Bi vhV/ Ah R / 30.05830.0333,不满意集总参数条件可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_改用漠渃图可编辑资料 - -

25、 - 欢迎下载精品_精品资料_Fo此时m4302R2cR20.6830.727可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_0630,查图得可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_14.5,故 hBiBiR8 000W/ m 2k00可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3 31 一火箭发动机喷管,壁厚为 9mm,出世温度为30的高温燃气送于该喷管,燃气与壁面间的表面传热系数为C.在进行静推力试验时,温度为 1 750 C.喷管材料的密度1 950W / m2K 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 -

26、- - 欢迎下载精品_精品资料_,导热系数为8 400kg / m324.6W/ mk , c560 J / kgK .假设喷管因直径与厚可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_度之比较大而可视为平壁,且外侧可作绝热处理,试确定：（1） 为使喷管的最高温度不超过材料答应的温度而能答应的运行时间.（2） 在所答应的时间的终了时刻,壁面中的最大温差.（3） 在上述时刻壁面中的平均温度梯度与最大温度梯度.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解：Bih0.7134可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_10.76921可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1m10

27、0030175017500 .43605可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ln1sin1 cos1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_Fo02 sin211 cos10.9993可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 6 页,共 28 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资

28、料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2c2FoFo15.5s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ 2maxm1000m1750111cos11293.90 C可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3txtmaxxxcos 0.76921h59 4510 C / m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_t1dxx0x1 x 0m cosx1 0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1m cos11000293.90.0091750cos 0.76921132 655 0 C / m无可编辑资料 - -

29、- 欢迎下载精品_精品资料_限长圆管可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_333、已知：一黄铜柱体,d20cm, 初温为 20C的值, t100C , 柱体中心可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_温度在10 min 内上升到80 C .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解：由附录5得a1093.4352m10m/ s,801000.25,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_c84403377020100可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_FavR23.43100.126002.06,由附

30、录2图1查得 Bi0.4,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_hBi1090.4436W / m2K .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_R0.1003 41 一钢球直径为10cm,初温为250 C,后将其置于温度为10 C 的油浴中.设冷却过程中的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_表面传热系数可取为20200W / mK ,问欲使球心温度降低到150 C 需要经过多长时间,此时可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_球表面的温度为多少？球的导热系数为44.8W/mk ,热扩散率为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1.229105

31、m2 / s .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 7 页,共 28 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解： BihR2000.050.2232可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由近似运算：44.810.86265,A1.0683可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_m150

32、100250100.5833lnm A0Fo210.81283可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_R2又 sinRFo165.3s10.88051m0.88051400.88050123.3 C可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_tRRt f123.310133.30 C可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_C 的时间不能超过10s,否就03-52、已知：医学学问告知我们：人体组织的温度等于,高于48该组织内的细胞就会死亡.今有一劳动爱护部门需要获得这样的资料,即人体表面接触到600 C 、70 0 C 、80 0 C 、90 0 C 、100 0 C 的热表

33、面厚,皮肤下烧伤程度随时间而变化的情形.0人体组织性取37C 水的数值,运算的最大时间为5min ,假设一接触到热表面,人体表面温度就上升到了热表面的温度.求：用非稳态导热理论做出上述烧伤深度随时间变化的曲线.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_0解：按半无限大物体处理,37C 时 a15.18108 m2/ s .利用习题54 中给出的公式,可得可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_erfx2a之值,由误差函数表可查得相应的2xxa的数值,从而确定不同（单位秒）下可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_0温度为48C 的的点的x 值,即皮下烧伤深度.令对于结果如下：t600 C 及 70 0 C 两种情形给出运算可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_xt ,0 Ctx,txx t0tx2a0.5 分钟烧伤深度, mm1 分钟2 分钟3 分钟4 分钟5 分钟可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_