北京化工大学《化工传递过程导论》课程第十次作业参考答案.doc

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1、《化工传递过程导论》课程第十次作业解题参考1.流体在垂直壁面附近呈自然对流，已知局部传热系数hx＝c×x-1/4，式中x为离平壁前缘的距离，c为取决于流体物性的常量，试求局部传热系数与平均传热系数之比。解：局部传热系数为当地的点值，平均传热系数为一段区间上的均值。对于长为L的平板壁面，平均传热系数为面积加权平均或线平均值，也即故局部传热系数与平均传热系数之比2.20℃的空气以均匀流速u=15m/s平行流过温度为100℃的壁面。已知临界雷诺数Rexc=5×105，求平板上层流段的长度、临界长度处速度边界层和温

2、度边界层的厚度、局部对流传热系数和层流段的平均对流传热系数。解：特征温度下，空气的物性常数为：，，普朗特数：该取值满足课本中波尔豪森解的条件。因此，平板上层流段长度：临界长度处速度边界层厚度：临界长度处温度边界层厚度：临界长度处局部对流传热系数：临界段区间上的平均对流传热系数：3.空气以1.0m/s的流速在宽1m，长1.5m的薄平板上流动，主体温度是4℃，试计算为了使平板保持在50℃的恒温必须供给平板的热量。解：特征温度下，空气的物性常数为：，，普朗特数：平板边缘处雷诺数：上述取值满足课本中波尔豪森解的条件

3、。因此，平板平均对流传热系数：保持平板恒温，传热量计算如下：4.常压和394K的空气由光滑平板壁面流过。平面壁温TW=373K，空气流速u0=15m/s，临界雷诺数Rexc=5×105。试求临界长度xc、该处的速度边界层厚度δ和温度边界层厚度δt、局部对流传热系数hx、层流段的平均对流传热系数hm及该段的对流传热速率。解：特征温度下，空气的物性常数为：，，普朗特数：临界长度：临界长度处速度边界层厚度：临界长度处温度边界层厚度：局部对流传热系数：层流段平均对流传热系数：该段的对流传热通量：该段单位宽度的对流传

4、热速率：5.某油类液体以1m/s的均匀流速沿一热平板壁面流过。油类液体的均匀温度为293K，平板壁面维持353K。设临界雷诺数Rexc=5×105。已知在边界层的膜温度下，液体密度ρ=750kg/m3、动力黏度μ=3×10-3N·s/m2、导热系数k=0.15W/(m·K)、比热容cp=200J/(kg·K)。试求（1）临界点处的局部对流传热系数hx及壁面处的温度梯度；（2）由平板前缘至临界点这段平板壁面的对流传热通量。解：（1）普朗特数：临界长度：临界点处的局部对流传热系数：（2）由题意，计算过程如下该段

5、对流传热通量为：