1、5-4 一常物性的流体同时流过温度与之不同的两根直管 1 与 2，且 d1=2d2。流动与换热均已处于紊流充分发展区域。试确定在下列两种情形下两管内平均表面传热系数的相对大小:(1) 流体以同样流速流过两管； (2) 流体以同样的质量流量流过两管。解：（1）当以同样流速流过两管时， 21u871.02RePr23.0 .18.02128.01121. dhdlNuhln（2）当以同样质量流量流过两管时， 2Q287.01241/ 5.08.028.02112211 duhAQ5-9 水以 1.2m/s 的平均流速流过内径为 20mm 的长直管。(1)管子壁温为 75，水从 20加热到 70;(
2、2)管子壁温为 15，水从70冷却到 20。试计算两种情形下的表面传热系数，并讨论造成差别的原因。解：(1) 定性温度 452ffftt查 45水的物性参数有： smkg smvKmWKJCpkg /104.6,93.Pr /1068.),/(642.0),(7,/206 263时： 为紊流流动15wt 4631095.108.Re vd则 因为是被加热，所以 n 取 0.4hNunPr023.8. KmWhh 24.08.04 /1.6793)195.(.64.1(2)定性温度 ，物性参数与（1）相同，因为是被冷2ffftt却，所以 n 取 0.3 hdNu3.08.PrRe2.0 KmWh
3、h 23.08.043 /5.949)195.(.64.1h 不同是因为：一个是被加热，一个是被冷却，速度分布受温度分布影响， 不同。Nu5-11 现代储蓄热能的一种装置的示5-11意图如附图所示。一根内径为 25mm 的圆管被置于一正方形截面的石腊体中心，热水流过管内使石腊熔解，从而把热水的显热转化成石腊的潜热而储蓄起来。热水的入口温度为 60,流量为 0.15kg/s。石腊的物性参数为:熔点为 27.4，熔化潜热 Ls=244kJ/kg，固体石腊的密度 s=770kg/m3。假设圆管表面温度在加热过程中一直处于石腊的熔点，试计算把该单元中的石腊全部熔化,热水需流过多长时间?b=0.25m，
4、l=3m 。解：设暂取入口水温度为定性温度时，物性参数为：60t 8.16254.Re92Pr /10478.,/109.65,/79.,/.83 2623 dvu smvKmWKkgJCpmkg所以为紊流。 KmWhNu 233.08. /1097.Pre2.0由热平衡关系式 4.2)(4)( 2ffffw ttCpudtdl2.51ffftt查物性参数： KmWmkgsmvkgJCp /6493.0 47.3Pr,/5.987,/10547.,17526 为紊流2Re h2/15.84.3ft 7.512ffftt则 stLdblttdlhsswf 36)41()(225-15 温度为 0
5、的冷空气以 6m/s 的流速平行地吹过一太阳能集热器的表面。该表面呈方形，尺寸为 lmlm，其中一个边与来流方向相垂直。如果表面平均温度为 20，试计算由于对流而散失的热量。解：定性温度 102mt查 10空气的物性参数： 55266 23102.4Re /.4,/10.7 /105.,70.Pr,/ ul smvskg KmWKkgJCp为层流流动。则 KmWhlNux 23/15.0 /67.9Pre64.则由对流而散失热量 tAQ1930.5-25 一未包绝热材料的蒸汽管道用来输送 150的水蒸气。管道外径为 500mm，置于室外。冬天室外温度为-10 。如果空气以 5m/s流速横向吹过
6、该管道，试确定其单位长度上的对流散热量。解： 查得 空气的物性参数：150wt 10t72.Pr,/43.2 /107.6,/1036.,/926 623 smv smkgKmWKkgJCpkg 55100.Reud KmhdN28. /5.16Re2.所 以 用 简 化 公 式单位长度对流散热量 WtlQ8.410.43.5-28 在锅炉的空气预热器中，空气横向掠过一组叉排管束，s1=80mm，s 2=50mm，管子外径 d=40mm。空气在最小截面处的流速为 6m/s,流体温度 tf=133，流动方向上的排数大于 10，管壁平均温度为 165。试确定空气与管束间的平均表面传热系数。解： 查
7、空气 133物性参数：13ft 685.0Pr,/06275. /10385.2,/104375.,/1/89426 62 smv smkgKmWKkgJCpkg 3.Reud又因为 ，所以用简化公式:26.12S KmWhdNu 22.016. /65.8)(Re3.05-33 假设把人体简化成为直径为 275 mm、高 1.75m 的等温竖直圆柱，其表面温度比人体体内的正常温度低 2，试计算该模型位于静止空气中时的自然对流散热量，并与人体每天的平均摄入热量(5440kJ)相比较。圆柱两端面的散热可不予考虑，人体正常体温按37计算，环境温度为 25。解：定性温度 3025mt查 30空气物性
8、参数如下： 926323262 107.6)10(5.378.9)( 0Pr,/,/1067. vLtgGr smvKWw则为紊流995.40.17.6P)( m则 KmWhlrNu 23/ /6)(0则自然对流散热量 WtdlQ7.38105.714.35. 3一天二十四小时总散热量 kJ496028总kJ540.395-36 一块有内部电加热的正方形薄平板，边长为 30cm，被竖直地置于静止的空气中。空气温度为 35。为防止平板内部电热丝过热，其表面温度不允许超过 l50。试确定所允许的电热器的最大功率。平板表面传热系数取为 8.52W/(m2K)。解：定性温度 5.92103mt查空气物性参数得： 69.0Pr,/105.3,/4. 226 KmWsmv为层流982623 4.)10.(.59738.PrPr)( mmvtlgG取 /(4.r)(59.0224/1 KmhlNu 由题意知 KmWh21/5.8tAP309.19.4
