传热学练习题解答课件.pptVIP

讨论 当管外空气为湍流状态时，管子向外散热的热流密度与管子的尺寸无关； 当管外空气为层流状态时，管子的散热情况如何？ 2-23空气在一根内径60 mm、长3m的加热管道内流动。在稳态情况下，管道内侧单位表面积与空气之间的对流换热热流量为5000W/m2，对表面传热系数为75 W/(m2·K)，空气的平均温度为85℃，试计算对流换热热流量和管道内侧表面的温度。 根据已知：管道的几何尺寸：d=60mm,l=3m， 热流密度q=5000W/m2； 对流传热系数hc=75 W/(m2·K)；tf=85 则：Φ=qA=5000×π×0.06×3=2826 W 根据牛顿冷却定律：q=hc(tw-tf) 解得tw=tf+q/hc=85+5000/75=151.7 ℃ 2－24 一车间墙壁，已知其内侧表面至外侧表面的导热热流密度值为250W/m2；外侧表面与－20℃的大气接触，表面传热系数为15W/(m2·K)；外侧单位表面积与周围环境的辐射换热热流量为60W/m2，试求墙壁外侧表面的温度。 看作综合传热过程，且达到稳定状态。 根据已知：q= 250W/m2； qr= 60W/m2 复合传热系数h=15W/(m2·K)； 则：q=h(tw-tf) 解得tw=tf+q/h=-20+250/15=-3.3 ℃ 2－27 水以2 m/s的流速流过内直径为20 mm、长为4m的圆管。如果水的进、出口温度分别为24℃和36℃，试求表面传热系数（为考虑热流方向影响，必须确定管的内壁温度。）。 习题2-28 同例题，略 * * 传热学习题解答 习题2-16某工业炉的炉壁由耐火砖?1=1.3W/(m?K) 、绝热层?2=0.18W/(m?K)及普通砖?3=0.93W/(m?K)三层组成。炉膛壁内壁温度1100℃，普通砖层厚12cm，其外表面温度为50℃。通过炉壁的热损失为1200W/m2，绝热材料的耐热温度为900℃。求耐火砖层的最小厚度及此时绝热层厚度。设各层间接触良好，接触热阻可以忽略。 分析：可看作通过多层平壁的一维稳态导热问题。 已知 ?1=1.3W/(m?K), ?2=0.18W/(m?K)；?3=0.93W/(m?K); ?3＝0.115m; t1=1100℃, t4=50℃ ,t2900 ℃ ；q=1200W/m2 求：?1, ?2 t2 t3 t4 t1 q δ1 δ2 δ3 t1 Rt1 Rt2 Rt3 t4 δ1216.7 mm 对绝热层： t2900 ℃ δ2104 mm 耐火砖层的最小厚度:216.7mm 此时绝热层厚度:104mm 习题2-20 同例题，略 习题2-22 室内水平放置两根表面温度相同的蒸汽管，由于自然对流两管都向周围空气散失热量。已知大管的直径为小管直径的10倍，小管的 (Gr×Pr)=109。试问两管道单位时间、单位面积的热损失比值为多少？ 分析：可看作大空间内水平圆管与空气间的自然对流换热问题。 单位时间、单位面积散热量： 对流换热系数通过Nu数求解： 大空间自然对流换热计算关系式 小管的 (Gr×Pr)=109 大管的 (Gr×Pr)=1012 （GrPr)值均在109～1012之间，则可用准数方程式 两管道单位时间、单位面积的热损失比值为1 解：tf =(24+36)/2 = 30 ℃ 查得 ρ =995.7kg/m3，λ=0.61W/(m·K), cp=4.174kJ/(kg·K), Pr=5.42 计算Re: 根据管内湍流换热的计算准数方程（2-98): 根据 m=ρuA=995.7×2×0.02×0.02×3.14/4=0.625 kg/s 水吸收的热量： 则：tw=30+20.87/(3.14×0.02×4)=113 ℃