传输原理复习资料.ppt

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1、传输原理总复习举例传输原理总复习举例2023/2/26传输原理总复习传输原理总复习2例例题题-1一一圆圆筒壁的内、外表面温度分筒壁的内、外表面温度分别为别为t1和和t2（t1t2），），导热导热系数系数随温度的随温度的变变化呈化呈线线性关系，性关系，试试推推导热导热流量及温度的分布公式。流量及温度的分布公式。例例题题-2为为了确定气体的了确定气体的导热导热系数，常用如下装置：一系数，常用如下装置：一圆圆管，加管，加热导线热导线沿沿轴轴线线穿穿过过。已。已测测得：通得：通过导线过导线的的电电流流 I=0.5A;导线导线两端的两端的电压电压E=3.6V；管；管长长 l=300mm；导线导线的直径的

2、直径d1=0.05mm；导线导线的温度的温度t1=167oC；管子的内径管子的内径d2=2.5mm；管壁内表面的温度；管壁内表面的温度t2=1500C。试试确定管内气确定管内气体的体的导热导热系数（假定系数（假定导线导线和管子内表面均可看成是灰体，黑度分和管子内表面均可看成是灰体，黑度分别别为为 10.7和和 20.8）。）。例例题题 24 oC的空气以的空气以60m/s的速度外掠一的速度外掠一块块平板，平板保持平板，平板保持216 oC的板面温度，板的板面温度，板长长0.4米，米，试试求平均表面求平均表面传热传热系数（不系数（不计辐计辐射射换热换热）。）。解：为计算解：为计算ReCr先算出定

3、性温度先算出定性温度例例题题-32023/2/26传输原理总复习传输原理总复习3例例题题-4室温室温为为10oC的大房的大房间间中有一个直径中有一个直径为为10cm的烟筒，其的烟筒，其竖竖直部分高直部分高1.5m，水平部分，水平部分长长15m。求烟筒的平均壁温。求烟筒的平均壁温为为110oC时时的的对对流散流散热热速率。速率。例例题题-5如图所示的两组平行平面，试用角系数的基本性质证明：如图所示的两组平行平面，试用角系数的基本性质证明：例例题题-6如如图图所示，由三个垂直于所示，由三个垂直于纸纸面方向面方向宽宽度很大的灰体表面构成度很大的灰体表面构成的封的封闭闭系系统统。各表面的温度、面。各表

4、面的温度、面积积和黑度分和黑度分别为别为：T1、T2、T3；A1、A2、A3和和 1、2、3。试绘试绘出出该辐该辐射射换热换热系系统统的网的网络图络图，列出各表面，列出各表面净辐净辐射射换热换热量的量的计计算式。算式。2023/2/26传输原理总复习传输原理总复习4例例题题-7如图所示的两组平行平面，试用角系数的基本性质证明：如图所示的两组平行平面，试用角系数的基本性质证明：解：根据角系数的相对性，有解：根据角系数的相对性，有由角系数的性质由角系数的性质所以所以例例题题-7 试用你所学的传热学知识，说明保温瓶胆为什么能试用你所学的传热学知识，说明保温瓶胆为什么能够保温？够保温？（以热水保温为例

5、）（以热水保温为例）2023/2/26传输原理总复习传输原理总复习52023/2/26传输原理总复习传输原理总复习6例例题题-1一一圆圆筒壁的内、外表面温度分筒壁的内、外表面温度分别为别为t1和和t2（t1t2），），导热导热系数系数随温度的随温度的变变化呈化呈线线性关系，性关系，试试推推导热导热流量及温度的分布公式。流量及温度的分布公式。解：解：(1)求求热热流量的公式。依流量的公式。依题题意有意有根据傅立叶定律根据傅立叶定律分离变量分离变量对上式作对上式作定积分得定积分得2023/2/26传输原理总复习传输原理总复习7例例题题-1 故故式中式中解：解：(2)求温度分布公式求温度分布公式 令

6、任意半径令任意半径r处处的温度的温度为为t,对对上式从上式从r1到到r以及以及t1到到t积积分，得到分，得到2023/2/26传输原理总复习传输原理总复习8例例题题-2为为了确定气体的了确定气体的导热导热系数，常用如下装置：一系数，常用如下装置：一圆圆管，加管，加热导线热导线沿沿轴轴线线穿穿过过。已。已测测得：通得：通过导线过导线的的电电流流 I=0.5A;导线导线两端的两端的电压电压E=3.6V；管；管长长 l=300mm；导线导线的直径的直径d1=0.05mm；导线导线的温度的温度t1=167oC；管子的内径管子的内径d2=2.5mm；管壁内表面的温度；管壁内表面的温度t2=1500C。试

7、试确定管内气确定管内气体的体的导热导热系数（假定系数（假定导线导线和管子内表面均可看成是灰体，黑度分和管子内表面均可看成是灰体，黑度分别别为为 10.7和和 20.8）。）。解：解：导线导线中耗散的功率中耗散的功率应应等于通等于通过过气体的气体的导热导热量量Qc与与导线导线和管壁之和管壁之间间 的的辐辐射射换热换热量量Qr之和。之和。2023/2/26传输原理总复习传输原理总复习9例例题题-2 导线与管壁之间的气体相当于一个单层圆筒璧，根据圆导线与管壁之间的气体相当于一个单层圆筒璧，根据圆筒璧的导热计算公式，有筒璧的导热计算公式，有所以所以2023/2/26传输原理总复习传输原理总复习10例例

8、题题-3内内热热阻相阻相对对于外于外热热阻很小（阻很小（Bi0.1)的物体被温度的物体被温度为为tf的常温的常温介介质质所冷却。物体的初始温度所冷却。物体的初始温度为为ti，表面放表面放热热遵守牛遵守牛顿顿定律，定律，但放但放热热系数不知道，只知道系数不知道，只知道 1时时刻物体的温度刻物体的温度为为t1。试试求求该该物体温度随物体温度随时间时间的的变变化关系。化关系。解：此题属于集总参数法的内容，其温度与时间的关系为解：此题属于集总参数法的内容，其温度与时间的关系为(a)式中式中 、F、c、V均均为为未知量，只知道未知量，只知道 1时时刻的温度刻的温度为为t1。代入代入(a)式得式得 202

9、3/2/26传输原理总复习传输原理总复习11例例题题-3两边取对数得两边取对数得(b)将将(b)式代入式代入(a)式得式得两边取对数得两边取对数得2023/2/26传输原理总复习传输原理总复习12例例题题-4如果将密度如果将密度为为、比、比热为热为c、体、体积为积为V、表面、表面积为积为F、初始温、初始温度度为为ti的物体突然放置于温度的物体突然放置于温度为为tf、放、放热热系数系数为为 的流体中，的流体中，且且Bi 0.1。试问试问：当物体的：当物体的过过余温度余温度 t-tf分分别别等于初始等于初始过过余温度余温度 iti-tf的的1%和和0.1%时时，各需多少，各需多少时间时间？解：解：

10、因因为为Bi0.1，所以可用集，所以可用集总总参数法其求解。参数法其求解。已知：已知：/i0.01及及0.001；即；即2023/2/26传输原理总复习传输原理总复习13例例题题-4对以上两式取对数得对以上两式取对数得和和最后得最后得2023/2/26传输原理总复习传输原理总复习14例例题题-5例例题题 24 oC的空气以的空气以60m/s的速度外掠一的速度外掠一块块平板，平板保持平板，平板保持216 oC的板面温度，板的板面温度，板长长0.4米，米，试试求平均表面求平均表面传热传热系数（不系数（不计辐计辐射射换热换热）。）。解：为计算解：为计算ReCr先算出定性温度先算出定性温度查附录，得空

11、气的运动粘度和导热率查附录，得空气的运动粘度和导热率 25.45106m2/s;3.34102W/(m oC);Pr=0.686由此算得雷诺数由此算得雷诺数2023/2/26传输原理总复习传输原理总复习15例例题题-6室温室温为为10oC的大房的大房间间中有一个直径中有一个直径为为10cm的烟筒，其的烟筒，其竖竖直部分高直部分高1.5m，水平部分，水平部分长长15m。求烟筒的平均壁温。求烟筒的平均壁温为为110oC时时的的对对流散流散热热速率。速率。解：计算特征温度解：计算特征温度由附录表查得由附录表查得60oC时空气的物性值时空气的物性值 1.060kg/m3;cp=1.005kJ/(kgo

12、C);0.029W/(m oC);=18.97 10-6m2/s。（1）烟筒竖直部分的散热）烟筒竖直部分的散热2023/2/26传输原理总复习传输原理总复习16例例题题-6由自然对流的计算公式由自然对流的计算公式查表得查表得 c=0.10；n=1/3；所以；所以所以所以2023/2/26传输原理总复习传输原理总复习17例例题题-6（2）烟筒水平部分的散热）烟筒水平部分的散热查表得查表得 c=0.53；n=1/4；所以；所以所以所以2023/2/26传输原理总复习传输原理总复习18例例题题-6烟筒的总对流散热量烟筒的总对流散热量2023/2/26传输原理总复习传输原理总复习19例例题题-7如图所

13、示的两组平行平面，试用角系数的基本性质证明：如图所示的两组平行平面，试用角系数的基本性质证明：解：根据角系数的相对性，有解：根据角系数的相对性，有由角系数的性质由角系数的性质所以所以2023/2/26传输原理总复习传输原理总复习20例例题题-8如如图图所示，由三个垂直于所示，由三个垂直于纸纸面方向面方向宽宽度很大的灰体表面构成度很大的灰体表面构成的封的封闭闭系系统统。各表面的温度、面。各表面的温度、面积积和黑度分和黑度分别为别为：T1、T2、T3；A1、A2、A3和和 1、2、3。试绘试绘出出该辐该辐射射换热换热系系统统的网的网络图络图，列出各表面，列出各表面净辐净辐射射换热换热量的量的计计算

14、式。算式。解：先列出各表面的附加热阻和空间热阻计算表达式，绘出解：先列出各表面的附加热阻和空间热阻计算表达式，绘出辐射网络图；辐射网络图；2023/2/26传输原理总复习传输原理总复习212023/2/26传输原理总复习传输原理总复习22例例题题-8 根据克希荷夫根据克希荷夫电电流定律，列出每个流定律，列出每个节节点的点的热热流方程，即流方程，即可求出可求出J1、J2、J3；进进而可以求得而可以求得Q1、Q2、Q3。2023/2/26传输原理总复习传输原理总复习23例例题题-9 试用你所学的传热学知识，说明保温瓶胆为什么能试用你所学的传热学知识，说明保温瓶胆为什么能够保温？够保温？（以热水保温

15、为例）（以热水保温为例）2023/2/26传输原理总复习传输原理总复习24答：答：1 1、保温瓶胆制作成双层玻璃结构，、保温瓶胆制作成双层玻璃结构，中间抽成真空，因而能够有效地中间抽成真空，因而能够有效地阻止通过瓶壁的导热和对流换热。阻止通过瓶壁的导热和对流换热。2 2、瓶胆的玻璃夹层用水银制成镜面，、瓶胆的玻璃夹层用水银制成镜面，提高了瓶壁对热射线的反射率，提高了瓶壁对热射线的反射率，能够有效地降低因辐射传热而造能够有效地降低因辐射传热而造成的热损失。成的热损失。3 3、瓶口采用导热系数小的材料（如、瓶口采用导热系数小的材料（如:软木软木)做瓶塞，减少水因蒸发和导做瓶塞，减少水因蒸发和导热散热。热散热。