(完整版)冶金传输原理-热量传输-第7章试题库 .doc

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1、第7章对流换热题7-1一个大气压下20℃的空气，以1.5m/s的速度流过温度为100℃的平面炉墙表面，炉宽1.0m,长2.0m，若不计自然对流影响，求炉墙的对流换热量。已知在60℃下空气的有关物性为18.97106m2/s;2.90102W/(mC);Pr0.69611解：Tm(TfTW)(10020)60C22对长L=2.0m的平板，有v0L1.52.0Re55L1.5810510层流618.9710由Nu0.664Re0.5Pr13有2.90102h0.664（1）1130.6640.6961/3(1.58105)1/21P2rxRe2.03.39W/(m

2、2C)于是传热热量为Qh(TWTf)A3.39(10020)2.01.0542.4W题7-2一个大气压下24℃的空气，以60m/s的速度流过温度为216℃的平面炉墙表面，炉宽1.0m,长0.4m，若不计辐射换热，求炉墙的对流换热量。已知在120℃下空气的有关物性为25.45106m2/s;3.34102W/(mC);Pr0.68611解：Tm(TfTW)(21624)120C22所以，对长L=0.4m的平板有v0l600.455ReL9.4310510湍流25.45106从而有0.81350.81/3Nu(0.037Re871)Pr[0.037(9.4310)

3、871]0.686119622hNu/l11963.3410/0.499.9W/(mC)于是传热热量为Qh(TWTf)A99.9(21624)0.41.07672.32W题7-3水在内径d=0.03m、长度l2.0m的水平直管中流动，管内水流速u0.04m/s,平均温度Tf20C,当管壁温度为TW60C时，求对流换热系数。已知Tf20C时，水的物性参数为6241.00610m/s;0.599W/(mC);1.82101/C;Pr7.02当TW60C时，Pr4W2.98;W4.69910kg/(ms)解：Reud0.040.0311922300层流f1.0061

4、06d0.03RefPrf11927.02125.5210l2可以选式（7.39）计算1/30.14Nuf1.86(RefPrfd/l)(fW)1.865.010.592.860.599故hNu2.8657.1W/(m2C)d0.03题7-4一直管内径为0.08m,管长为5m,管壁温度保持60℃，水与空气分别从管中流过，试分别计算水和空气从20℃加热到40℃时对流换热系数。已知管中水的流速为0.3m/s,空气流速为4.5m/s。已知在30℃下水的有关物性为0.805106m2/s;0.618W/(mC);Pr5.42在30℃下空气的有关物性为22.9106m2

5、/s;2.67102W/(mC);Pr0.70111解：Tf(Tf1Tf2)(2040)30C22TTWTf603030C故不考虑因粘度引起的误差修正。又对于直管Ld5/0.0862.560，故不考虑入口段修正。水：Reud0.30.08298130.805105ud4.50.08空气：Re1572022.9106均为旺盛湍流(Re10000),采用式（7.31）水h0.023Re0.80.40.6180.80.42fPrf0.023298135.421326.6W/(mC)d0.08空气20.80.42.67100.80.42h0.023RePr0.0231

6、57200.70115.2W/(mC)ffd0.08题7-5长12m，外径0.3m的垂直蒸汽管外表面温度为60℃，试求在20℃的空气中此管单位长的散热量。在40℃下空气的有关物性为16.96106m2/s;0.0276W/(mC);Pr0.69911解：Tm(TWTf)(6020)40C22垂直圆柱管，定型尺寸为管长L=12m。3gT9.81(6020)123GrPr2LPr0.699v(27340)(16.96106)2129湍流5.2510101查表1可得：C0.1,n,则3131213Nu0.1(GrPr)0.1(5.2510)17390.0276hNu

7、17394.0W/(m2C)H12故Qh(TT)d4(6020)3.140.3150.72W/mWf题7-6水以0.8kg/s的流量在内径为d=2.5cm的管内流动，管子的内表面温度为90℃，进口处水的温度为20℃，试求水被加热至40℃时所需的管长。已知T30C时，水的物f性参数为62230.80510m/s;61.810W/(mC);995.7kg/m;Pr5.4266f801.510kg/(sm),W314.910kg/(sm),cp4.174kJ/(kgC)11解：Tm(TWTf)(2040)30C22M40.8u1.64m/s22A(2.510)995

8、.7ud1.642.510264Re6