发布时间 : 星期二 文章传热学复习题(0908)更新完毕开始阅读44e606dda58da0116c1749d5
热能工程专业复习题解答
解：假定为紊流换热，又热平衡关系有：
?4di2upcp(t\f?t'f)???diL(t??tf)?0.023?fudidi(vf)0.8Pr0.4(?f0.11)?diL(t??tf), ??从中解得速度值 u 。
校核：Re是否大于 104 。大则 属于紊流过程，以上计算有效。 换热量为q?QQ
?。F?diL
6 90?温度的水以0.6m/S的流速在外直径为33.5mm、壁厚为3.25mm的铜管内流动。
管子被放置在温度为20?的空气环境中，空气和管子外壁之间的换热系数为8.5W/(m2?)。如果铜管的长度为10m，试求：（1）水与管壁间的换热系数；（2）水和空气之间的传热系数（忽略管壁热阻）；（3）水的出口温度。已知：水的物性量为：
3
ρ=965.3kg/m,cp=4.208kJ/(kg?),λ=68.0×10-2W/（m?）;ν=0.326×
10-6m2/S;Pr=1.95。管内流动换热计算公式：Re?2300Nu?1.86(RePrd/L)1/3；
Re?104 Nu?0.023Re0.8Pr0.4。
α
um Tf 0
T∞
解：（1）计算管内流动换热，由题意有：
计算Re选择计算公式计算Ne,进而得到??Nu?/di。 ⑵通过圆筒壁的传热过程计算公式为 Q?
?L(Ti?To)d111??no??idi2?di?odo。
由于管材为铜可以忽略管壁热阻。于是水和空气之间的传热系数为：
?d1?k??o????idi?o??1。
?di24 ⑶由铜管中水和管外空气之间的热平衡，
?cpum(Ti??Ti??)??doLk(Ti?To),式中
Ti?(Ti??Ti??)2，代入数据解出出口温度为Ti??。
7 车间所用的辐射式采暖板A1的尺寸为1.8?0.75m2,水平悬吊在天花板下，板的表面
温度t1=107?,黑度ε1=0.94。已知辐射板与工作台平行，大小相同，相距2.5m。工作台温度t2=12?，黑度ε1=0.9；车间温度t3=7?。试求工作台与辐射板间交换的
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辐射热，以及由于工作台辐射散热而实际得到的热量。已知：由
c0.75??0.3已查得a2.5b1.8??0.72 和 a2.5X1,2=0.058。
解：由于板1和板2发出到车间的能量几乎不返回到板1和2，车间3可视为黑体，它
可用与板1和2 组成封闭系统的假想面来代替，由此J3=Eb3。 计算Eb1=?bT4，Eb2，Eb3，A1=A2=，X1,3=1?X1,2=。
对于节点J1和J2有
?Eb1?J1J2?J1Eb3?J1??0?1???111?A1X1,2A1X1,3??1A1， ?E?JE?JJ?J222?b2?1?b3?0?1??211?A1X1,2A2X2,3??2A2从中解得J1= [w/m2] J2= [w/m2]。于是交换的热流为Q12?E?J2J1?J2，Q32?b3；
11A1X12A2X23实际得到的热量Q2?J2?Eb2。
1??2?2F2
8 在如图所示的黑度?3=0.475的绝热半球状壳体3中，其底部圆盘一半的表面1为灰
体，其黑度ε1=0.35 ，温度 T1=555K, 圆盘另一半的表面2
3 为黑体，温度T2=333 K。半球的半径R=0.3m。试计算：表面1和表面2之间的净辐射换热量，以及表面3的温度。 解：由于X1,2=X2,1=0，空间辐射热阻
1??，辐射网络图简化成F1X1,22 1 Eb1 J1 J2 Eb2 下图，因X1,3=X2,3=1 ，而 X3,1=X1,3A1/A3=X3,2=1/4，可知
J3 A1?A2??(0.3)22?0.141[m2]，而A3=2?(0.3)2=0.565[m2]。
由网络辐射热平衡有
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Q1??Q2?Eb1?Eb2。
1??1111??2????1A1A1X1,3A2X2,3?2A2由Q1?Eb1?J3J，解得 J3=?bT34，从而计算得T3?43。
1??11?b??1A1A1X1,39 两个平行放置的无限大平板1和2，表面温度、黑度分别为t1=300?、t2=100?和
ε1=0.5、ε2=0.8。在板1、2之间插入导热系数很大的板3。当板3的A侧面向板1时板3的平衡温度为270?，而当板3的B侧面向板1时其平衡温度为139?。试求板3两侧的黑度。 解：由题意，qB=q31 即
??b(T?T)?b(T?T)??1111???1??1?3B?2??1?3A 代入数据得解得?3A , ?3B。 ?4444??b(T1?T3)??b(T3?T2)?1111??1??1?????3B3A2?141434342
1 3 2 计算题3 附图
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