1、9-109.4 题略已知： 1=1.3 W/（m） 1= 0.02 m 2= 0.35 W/（m） qmax = 1830 W/m2tw1 =1300 tw2 = 30求： ?2解：由多层壁导热公式： 21tq可得 mqt 2375.0.3.083212 结论：保温层最小厚度为 237.5 mm。9.5 题略此题 3 层圆筒壁导热问题（1）每米管长的各层热阻分别为（由内向外排序） WKmdRl /10357.61.0ln58.2ln41 l /28l7.l232 KmdRl /3967.0.ln09.1ln1343 每米管长的总热阻)0(/28.57.6 14 ll RW（2）每米管长的热损失
2、为 mRtrtqliniinwl /.3679.05l141 （3）各层接触面的温度由于通过每层的 ql 相同，即得12lwlRt8.29310357.68.30412 wt同理， 79.1823.0678.29323 lwRqt9.7 题略已知： ； ； ； ；md50)/(5W sma/5.2t30； ；tf36/2ht90求：铜球达到 90时所需的时间解： 可以用集总参数法1.8.85.03RBi)exp(0cVhAtfmin17.203609ln431095.28lln200 sRtatcff9.10 题略此题为 2 层平壁导热问题，分析同 9.7（略）第 10 章10.1 内径 20
3、mm 的管子，壁温恒定为 200，空气入口温度 20，入口流速 20m/s。求空气出口温度达 60时所需的管长。解：定性温度 40)(21fftt由附表 9 得：， ，69.0,/sm106. ,K)W/(m1076.2,K)kJ/(g5kg8223 ff fpPrc由于管内流体为空气，应将进口处流体温度下的流速修正到 下的流速。ft由流体连续性方程（稳定流动，质量流量相等） ，有 Auqffm11,/s)(365.20724,111 uTuTRpvfffg雷诺数 （湍流） 465909.3fifde由管内湍流强迫对流换热准则方程： 0.8.4.23RePrf fftlRNuc得： Rltff
4、i cedh4.08.Pr023.本题气体被加热， ；管长未知，暂取 cl =1，最后进行校合。c R =15.wftT)/(75.2968.05.319074. 473169.013Pr2 25.0.8.4.08. KmWcRedhRltffi 由热平衡关系： 4)( ffpfifwi tcudtlh)(4162.0 4015.2836.1)402(75. 3mcuthdl ffpffwi 10.7 空气在内径为 50mm 的管内流动，流速为 15m/s，壁面温度 tw100，管长 5m。如果空气的平均温度为 200，试求从空气到壁面的表面传热系数 h 和空气传给壁面的热量。已知： tmlt
5、smud fw20510/150. 求：对流换热系数 h 及换热量 解：根据 ，查附表 9，得：tf2； ； ； )/(1093.kWf sf /1085.3426680.Prf68wPr；46102510.345Reffud属于旺盛紊流，选用公式（10.17a） ， ， ，tcl1RcRltffifPredh4.08.)/(2.0 4.08.032 6215)5/193. )W/(m.4(fwfwtdlhthA)W(81.36)102(51012.43311-12补充例题： 一电炉的电功率为 1kW，炉丝温度 847，直径为 1mm，电炉的效率（辐射功率与电功率之比）为 0.96。试确定所需
6、炉丝的最短长度。若炉丝的发射率为 0.95，则炉丝的长度又是多少？解： 96.0WAEb WTClro96.0124mTCdl 25.3.67.5.10. 441 m25.3若 ， ；996.WEAbl601.395.42.01211.6 玻璃暖房的升温作用可以从玻璃的光谱穿透比变化特性得到解释。有一块厚为 3 mm的玻璃，经测定，其对波长为 的辐射能的穿透比为 ，而对其它波长的辐.35m.射能可以认为完全不穿透。试据此计算温度为 5800 K 的黑体辐射及 300 K 的黑体辐射投射到该玻璃上时各自的穿透比。解： bbbEFE)()( 0()012 122121 ；)(0()01221 F当
7、 时， ；KT58KmT74583.；2查表 10-1 得： ；%96.)3.0(bF；5).2( 94.83).当 时， ；KT30KmT031；75.2查表 10-1 得： ；%1097.23)3.0( bF；54)5.( 0192.).3温度越高，在 0.3-2.5 m (主要为可见光和红外线) 的辐射能越大，投射到玻璃上时的穿透比也越大。11.7 用热电偶温度计测得炉膛内烟气的温度为 800，炉墙温度为 600。若热电偶表面与烟气的对流换热系数 h=500W/(m2) ，热电偶表面的发射率为 0.8，试求烟气的真实温度。已知：t 1 = 800，t w = 600, h=500 W/（
8、m 2.） ， 1= 0.8求：t f =？解：本题可由热平衡法求解。 热辐射： A1A2 )(411wbTA对流换热： )(Thf在稳态下： 21 56.87K.140)(4wbfhT为减少测量误差，可利用以下措施： 减少 1（采用磨光热电偶表面 的方法，但往往由于生锈和污染而降低效果） ； 提高接点处的 h 值（可采用抽气装置来加大流速） ； 管外敷以绝热层，使 Tw ； 加设遮热罩（遮热罩两端是空的，使废气能与接点接触） 。 接点与壁面之间有辐射换热，其辐射换热量即为接点的热损失，这一损失，应通过废气对接点的对流换热进行补偿。11.9 在图 422 所示的半球状壳体中，发射率 的半球表面
9、 3 处于辐射热平衡；30.475底部圆盘的一半表面 1 为灰体， ， ；圆盘另一半表面 2 为黑1.1TK体， 。半球的半径 。试计算：（1）表面 3 的温度；（2）表面 1 和 223TK0.Rm的净辐射传热量。解：分析：表面 1 和 2 之间的角系数为零，所以表面 1 和 2 的净辐射传热量为零；表面 3处于辐射热平衡，即表面 3 从表面 2 得到的热量等于表面 3 向表面 1 辐射的热量。则3,1,13,133,221 AXAEXAEbb 其中：A 1=A2， X2，3 =X1，3 =1，除 Eb3 外，其余均为已知量，带入可求得 Eb3，从而求得表面 3 的温度 T3。第十二章 传热
10、过程和换热器热计算基础12.1 冬季室内空气温度 tf1=20，室外大气温度 tf2=10，室内空气与壁面的对流换热系数 h1=8W/(m2)，室外壁面与大气的对流换热系数 h2=20W/(m2)，已知室内空气的结露温度 td=14，若墙壁由 =0.6W/(m) 的红砖砌成，为了防止墙壁内表面结露，该墙的厚度至少应为多少？解：传热问题热阻网络：热流密度 （1）2121 htRtqffCCff 若墙壁内壁面温度 t=td=14时会结露，由于串联热路中 q 处处相等，所以 （2）2121hRtqfwCfw（1） 、 （2）联立求解，可求得 q 和墙的厚度 。12.5 一直径为 2mm、表面温度为
11、90的导线，被周围温度为 20的空气冷却，原先裸线表面与空气的对流换热系数 h=22W/(m2) 。如果在导线外包上厚度为 4mm 的橡胶绝缘层，其导热系数 =0.16W/(m)，绝缘层外表面与空气的对流换热系数 h=12W/(m2)，若通过导线的电流保持不变，试求包上橡胶绝缘层后的导线温度 tw 及该导线的临界绝缘直径 dc。解：未包绝缘层时，每米导线对空气的传热量为： Wdhtqfw 08.3)29(10231 由于包上绝热层后电流保持不变，则传热量亦不变。即： dhtqfw08.3ln212其中： ； ； ；tf0)/(2mWh md3210)8(d3102)/(16.则得： tw903
12、.临界直径 mhdinsc 22106导线直径远小于 dc，所以包裹绝缘层后有利于散热。12.9 设计一台 12 型壳管式换热器，要求把体积流量为 40m3/h 的透平油（密度 1=880kg/m3，c p1=1.95 kJ/(kgK)）从 57冷却到 45。冷却水在管内流动，进入换热器的温度为 32，温升不大于 4，查表得到 。油在管外流动。若水侧)/(174.2, KkgJcp和油侧的对流换热系数分别为 5000W/(m2)和 400W/(m2)，计算冷却水流量和所需的换热面积。解：传热量 1,1,1,1, tcqtcqpvpm kW8.2)457(9.80364冷却水流量 2,1,12,112, tctcqpvpmskg/70.3674.8.12 型壳管式换热器属混合流，查图得 9.对数平均温差 ttm 18.6)3245(7ln6lnmiaxin 则 。tm18.6总换热系数 )/(37.05140221 mWhK所需换热面积： 28637.8tAm
