华北电力大学传热课后答案汇总

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1、华北电力大学传热课后答案汇总5-1如附图所示，用裸露的热电偶测量管道中气体的温度，稳定后，热电偶所指示的温度为170℃。已知管道内侧壁温度维持为90℃，高温气流与热电偶触点的对流传热系数为50W/（m2·K），热电偶接点的表面发射率为0.6。试求高温气体的真实温度及测量误差。解：图5-14习题5-2附图h?tf?t1????0?T14?Tw4?tf?t1?????????170?h?100100????????170?14.4?184.4℃44?C0??T1??Tw??0.6?5.67??4.434?3.634?50测温误差：184.4?170?10

2、0％?7.8％184.45.2在某一产品的制造过程中，在厚度?s=1.0mm的基板上紧贴了一层透明的薄膜，其厚度为?f=0.2mm。薄膜表面有一冷却气流流过，其温度为tf=20℃，对流传热的表面传热系数为h=40W/(m2·K)。同时，有一股辐射能q透过薄膜投射到薄膜与基板的结合面上，如图所示。已知，基板的另一面维持在温度t1=30℃,生产工艺要求薄膜与基板结合面的温度t0为60℃，薄膜的导热系数为?f=0.02W/(m·K)，基板的导热系数为?s=0.06W/(m·K)。投射到结合面上的辐射热流全部可全部被结合面吸收，薄膜对60℃的辐射是不透明的。

3、试确定辐射密度应为多大。解：结合面到基板另一侧的热阻：RS??S薄膜和对流侧的总热阻：Rf??f?S?f?h?7200辐射热流密度：q??tsRs??tfRf?2085.7J5.3一单层玻璃窗，高1.5m，宽1m，玻璃厚3mm，玻璃的导热系数为??1.05W/(m·K)，室内外的空气温度分别为20℃和5℃，室内、外空气与玻璃窗之间对流传热的表面传热系数分别为h1?5W/(m2·K)和h2?20W/(m2·K)，试求玻璃窗的散热损失及玻璃的导热热阻、两侧的对流传热热阻。解：室内对流侧的热阻：R1?(h1?A)?7.5室外对流侧的换热热阻：R2??h2?

4、A??30玻璃的导热热阻：R3??玻璃窗的散热：Q??t??A??525?R1?R2?R3??88.98J5.4有一台传热面积为12m2的氨蒸发器。氨液的蒸发温度为0℃，被冷却水的进口温度为9.7℃、出口温度为5℃，已知蒸发器的传热量为6900W。试计算：（1）该蒸发器的总传热系数；（2）冷却水的流量为多少。解：（1）?t???tmax??tmin?(ln??tmax?tmin)?7.09℃h?Q??t?A??81.1w/(m2?k)（2）Q?cm?t水?cqv??t所以可得：qv?3.49?10?4m3/s5.5一个管式冷凝器，其管外侧是饱和水蒸气

5、的凝结，其管内侧是经过处理的循环水。冷凝器的管束采用外径为19mm，壁厚1.0mm的黄铜管。（1）若已知管外水蒸气凝结的表面换热系数为8000W/(m2.K)，管内侧循环水与内表面的表面换热系数为8230W/(m2.K)，黄铜的导热系数为110W/(m.K)，计算冷凝器洁净状况下的总传热系数（以管外面积为基准）；（2）若该冷凝器由230根、长度为6m的管子组成，管外蒸汽的温度为110℃，管内循环水的平均温度为70℃，计算该冷凝器的传热量。解：（1）111???222?r2k?r2h2?r1h12??lnd2d1得：k?3839.2（2）Q?nkA?t

6、?230?2?r2lk?t?6589.8J5.6一个高温金属件的冷却过程进行分析和计算。金属件为平板，高2m，宽2m，厚0.3m，金属材料为铬钢Wcr=17%。金属件初始温度均匀为630℃，将其竖直放入室内进行冷却，室内空气及墙壁温度均为30℃。金属件表面发射率取0.7。计算金属件平均温度冷却到50℃所用的时间。解：tm?(t??tw)/2?330℃空气的物性参数：??4.78?10??5.26?10?2?5Gr?hc?由辐射换热系数：gav?tl3?l2?2.8186?101013??c??Gr?Pr??6.15w/(m2?k)2hr????T?T

7、??T2?T??43.42w/(m2?k)??所以表面换热系数为h?hc?hr?49.75w/(m2?k)所以采用集中参数法可求得????cvhAln?7710?460?0.1520??ln?41672s?043.42600注意：由于不同温度下的金属材料及空气的物性参数有所不同，为了减小误差可以将金属的下降的温度分为不同的阶段进行求解。5.7对习题5-6，将金属件改为半径为0.3m、长2m的长圆柱重新计算解：同理该题应采用集中参数来计算长圆柱的达到50度的所用的时间由于长圆柱的特征长度和竖直平板的特征长度一样所以计算一样：tm?(t??tw)/2?3

8、30℃空气的物性参数：??4.78?10??5.26?10?2?5Gr?hc?由辐射换热系数：gav?tl3