傳熱學(xué)復(fù)習(xí)題集錦

1、1有一直徑為5cm的鋼球，初始溫度為450 ,將其突然置于溫度為30 空氣中，設(shè)鋼球表面與周圍 環(huán)境間的總換熱系數(shù)為24w/( m 2 . )，試計算鋼球冷卻到300 所需的時間。已知鋼球的c =0.48kJ/(kg. ) , p =7753kg/m 3 , A =33w/(m. ).( 8 分)解：先驗算Bi準數(shù)，鋼球的特征尺寸為： F4版3a.l 24x0-改=一=33a.l 24x0-改=一=33=0,006 - or = pcv,= or = hFt8954 x383.1 x0,005300In80-2034-20其中 t =5 x 60=300s4. 一蒸汽管道，內(nèi)，外徑分別為150

2、mm和159mm.為了減少熱損失，在管外包有三層保溫材料： 內(nèi)層為A 2 =0.11,厚b 2 =5mm的石棉白云石；中間為A 3 =0.1，厚b 3 =80mm的石棉白云石互狀預(yù) 制板；外殼為A 4 =0.14,厚b 4 =5mm的石棉硅藻土灰泥；鋼管壁的4 1 =52,管內(nèi)表面和保溫層外 表面的溫度分別為170 和30 .求該蒸汽管每米管長的散熱量？解：已知 d 1 =0.15m, d 2 =0.159m, d 3 =0.169m, d 4 =0.339m各層每米管長熱阻分別為：石棉內(nèi)層：.石棉預(yù)制瓦：石棉內(nèi)層：.石棉預(yù)制瓦：0 329h - = 1.062x3.14x0.1 0.169，

3、/=Jb 0 = i.78xl0-4管壁2 對用 d1 2x3,14x520.15管壁灰泥外殼：1 &1 0.3391 +_| I1 r- 2就 京-2x3.14x0.14 0,329蒸汽管道每米長散熱量為=118,4w =118,4w / m1.78 x 10-4 + 8.8 xl0-3 +1.06 +3.4 xlO-25.壓力為1.013bar,20 空氣以速度V=35m/s掠過平板，板長L=70cm,壁面溫度t w =60 , 試求該板的換熱系數(shù)及換熱量（板寬按1m計算）?已知：40 空氣物性參數(shù)為：A =0.0271W/m u =16.97 x 10 -6m2/sPr=0.711 解：

4、按壁面與流體溫度的算術(shù)平均值做為定性溫度確定物性：60 + 202=40(:60 + 202=40(:查附錄得空氣物性為：A =0.0271w/m u =16.97 x 10 -6 m 2 /s Pr=0.711則 Re = V = 1= 144xl0%5xl0為素流對于紊流縱掠平板時,局部摩擦系數(shù)為：= 0.074 R/X = 0.074 X (1.44 X1O6)T = 3.42 xW3 TOC o 1-5 h z .灰=K =1x3,42x10-3 xl.44xl06 x0.77 = 1961 22鼻 Ar 0 02712 0c = N. =x 1961 = 7S.9w /m - cI

5、*0,7g = 75.9x40 x1x0,7 = 2125,2w6.20 的空氣在常壓下以10m/s的速度流過平板，板面溫度t w =60 ,求距前緣200mm處的 速度邊界層和溫度邊界層以及& x, a和單寬換熱量，再用類比法求局部摩擦系數(shù)C f.已知:40 空氣物性參數(shù)為：A =0.0271W/m u =16.97 x 10 -6 m 2 /s Pr=0.711 p =1.127kg/m 3 C p =1.009 x 10 3 J/kg %+叼6c1 + 2口 _l i 廣解：邊界層內(nèi)空氣的定性溫度：由題已知 40 空氣物性參數(shù)為：A =0.0271W/m u =16.97 x 10 -6

6、 m 2 /s Pr=0.7113 二三二 lXxio-二 iIC.為層流邊界層.Vn o5 0-=5 Ox-=9.7x(-3m=9.7mm則 巧 Vl.lSxW5口-I , g -I 一二；p/2 V x0.2a = 2% = 21im2 c單位寬度的換熱量：g = 27,6 x0,2 x1 x(60- 20)= 220.8w40 空氣物性參數(shù)為：p =1.127kg/m 3 C p =1.009 x 10 3 J/kg = 1.22xl0-313.8= 1.22xl0-31.127 x1.009 x103x10f =1.22 xW3 x(0.711) = 9.73x10=1.947x10j

7、.兩平行大平板間的輻射換熱，平板的黑度各為0.5和0.8,如果中間加進一塊鋁箔遮熱板，其 黑度為0.05,試計算輻射熱減少的百分率？并畫出輻射網(wǎng)絡(luò)圖.解：未加遮熱板時,兩大平板單位面積間的輻射換熱量為：Q2 =1Q2 =1+1-1 LL1巧 %0.5 0.8= 0.4444(%-%)設(shè)置遮熱板后：1 一瓦1+= 1-0.5 d 1-0.051 一瓦1+= 1-0.5 d 1-0.051-0.05 d 1-0.8 +1 +1 += 0.0242(-)0.50.050.050.8加入遮熱板后的輻射換熱量減少的百分率為：0 4444 加入遮熱板后的輻射換熱量減少的百分率為：0 4444 - 0 02

8、42：00% = 94.5%0.4444.有兩平行黑體表面，相距很近，他們的溫度分別為1000 與500 ,試計算它們的輻射換 熱量，如果是灰體表面，黑度分別為0.8和0.5,它們間的輻射換熱量是多少？解：兩黑體表面間的輻射換熱量是： UooJ= 5.67x1000 + 273?W0/= 5.67x1000 + 273?W0/500 + 273?100= 128655,65w/門 一晝4一 % 門 一晝4一 % 的口 耳i-+ 1鼻 力9.兩個互相平行且相距很近的大平面，已知兩灰體表面間的輻射換熱量是：128655.65.=57180.3w/ m+ 10.8 0.5t 1 =527 , t 2

9、 =27 ,其黑度 2 1 = 2 2 =0.8, 若兩表面間按放一塊黑度為2 P =0.05的鋁箔遮熱板，設(shè)鋁箔兩邊溫度相同，試求輻射換熱量為未加 隔熱板時的多少成？若隔熱板的黑度為0.8,輻射換熱量又為多少？解：未加遮熱板時,兩大平板間的輻射換熱量為：設(shè)置遮熱板后：一豆短1-0.8 ,1-0.051-0.05 , +1 +1 +0.80.050.05- = 0.0247(-)1 - 解：未加遮熱板時,兩大平板間的輻射換熱量為：設(shè)置遮熱板后：一豆短1-0.8 ,1-0.051-0.05 , +1 +1 +0.80.050.05- = 0.0247(-)1 - U. ci0.80.02470.

10、6667X100% = 3.7%生J =03333 父 I。% = 50% qYA 0.666710.有兩個平行鋼板，溫度各保持t 1 =527 , t 2 =27 ,其黑度S 1=2 2 =0.8,兩鋼板間 的距離比起鋼板的寬和高相對很小，試求這兩塊鋼板的自身輻射，有效輻射，凈輻射熱流，反射輻 射，投射輻射和吸收輻射熱流？解：兩大平板間的輻射換熱量為：5.67 xj4f27 +5.67 xj4f27 +2734-100 J1 100 J= 15176.7/1.5二個1二個1 一八二軍 一/二如/明1一號 1 一三處于熱平衡時：自身輻射=0,8x5.67 x527 + 273100=18579.自身輻射=0,8x5.67 x527 + 273100=18579.=0,8x5.67 x有效輻射：27 + 273100=367.4w/w5jV = 5G =0,8x5.67 x有效輻射：27 + 273100=367.4w/w5jV = 5G 產(chǎn)+ 2 叫、A )100)1 _ Q Q-15176.7 x-=19430句0.3詈卜G （貨霽-33