传热学课后标记题目答案1-9

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1、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原因。如果不小心破坏了瓶胆上抽气口处的密闭性,这会影响保温效果吗?解:保温作用的原因:内胆外壁外胆内壁涂了反射率很低的银,则通过内外胆向外辐射的热量很少,抽真空是为了减少内外胆之间的气体介质,以减少其对流换热的作用。如果密闭性破坏,空气进入两层夹缝中形成了内外胆之间的对流传热,从而保温瓶的保温效果降低。1-10一炉子的炉墙厚13cm,总面积为20,平均导热系数为1.04w/m.k,内外壁温分别是5

2、20℃及50℃。试计算通过炉墙的热损失。如果所燃用的煤的发热量是2.09×104kJ/kg,问每天因热损失要用掉多少千克煤?解:根据傅利叶公式每天用煤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(wind-chilltemperature)。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。从散热计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,试计算当表面传热系数为时人体在温度为2

3、0℃的静止空气中的散热量。如果在一个有风的日子,表面传热系数增加到,人体的散热量又是多少?此时风冷温度是多少?1-19在1-14题目中,如果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,试确定芯片的最大允许功率。解:P=1.657W1-21有一台气体冷却器,气侧表面传热系数=95W/(m.K),壁面厚=2.5mm,水侧表面传热系数W/(m.K)。设传热壁可以看成平壁,试计算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,应首先从哪一环节着手?解:则=

4、94.7,应强化气体侧表面传热。第二章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及9.5mm,导热系数分别为45,0.07及0.1。冷藏室的有效换热面积为37.2,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1.5及2.5计算。为维持冷藏室温度恒定,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==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1000W,其中85%用于加热平底

5、锅。锅底厚δ=3㎜,平底部分直径d=200㎜,不锈刚的导热系数λ=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,并计算锅底两表面的温度。解: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0.11的煤灰泡沫砖。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允许值?又。增加煤灰泡沫砖的厚度对热损失及交界面处的温度有什么影响?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代入数据得到由附录

6、知粉煤灰泡沫砖材料最高允许温度为300℃由此设在300℃时因为所以不会超过允许温度。当增加煤灰泡沫砖的厚度会使热损失增加,从而边界面处温度下降。2-22一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的多层结构的隔热材料。隔热材料沿半径方向的当量导热系数为,球内液氨的温度为-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。解:2-30一高为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均匀,并分别为520℃及20℃

7、,锥台侧面绝热。试确定通过该锥形台的导热量。铝的导热系数为100。解:根据傅利叶导热公式得因为:得得代入数据积分得2-36q=1000W/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(为平均温度)中的及b。解:x=0mm,x=10mm处的平均温度℃又所以热量即(1)同理x=10mm,x=20mm处得(2)联立得b=-0.0092-52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,环肋高

8、H=12.5mm,厚=0.8mm。管壁温度℃,流体温度℃,管壁及肋片与流体之间的表面传热系数为110。试确定每米长肋片管(包括肋片及基管部分)的散热量。解:查表得W/(m.K)从图查得,肋片两面散热量为:肋片的实际散热量为:两肋片间基管散热量:总散

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