传热学课后答案整理.doc

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1、3-15一种火焰报警器采用低熔点的金属丝作为传热元件,当该导线受火焰或高温烟气的作用而熔断时报警系统即被触发,一报警系统的熔点为5000C,,,,初始温度为250C。问当它突然受到6500C烟气加热后,为在1min内发生报警讯号,导线的直径应限在多少以下?设复合换热器的表面换热系数为。解:采用集总参数法得:,要使元件报警则,代入数据得D=0.669mm验证Bi数:,故可采用集总参数法。3-31一火箭发动机喷管,壁厚为9mm,出世温度为300C。在进行静推力试验时,温度为17500C的高温燃气送于该喷管,燃气与壁面间的表面传热系数为。喷管材料的密度

2、,导热系数为,。假设喷管因直径与厚度之比较大而可视为平壁,且外侧可作绝热处理,试确定:(1)为使喷管的最高温度不超过材料允许的温度而能允许的运行时间;(2)在所允许的时间的终了时刻,壁面中的最大温差;(3)在上述时刻壁面中的平均温度梯度与最大温度梯度。无限长圆管6-1、在一台缩小成为实物1/8的模型中,用200C的空气来模拟实物中平均温度为2000C空气的加热过程。实物中空气的平均流速为6.03m/s,问模型中的流速应为若干?若模型中的平均表面传热系数为195W/(m2K),求相应实物中的值。在这一实物中,模型与实物中流体的Pr数并不严格相等,你

3、认为这样的模化试验有无实用价值?6-8、已知: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,流动与换热已处于湍流充分发展区域。求: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:设流体是被加热的,则以式(5-54)为基础来分析时,有:,对一种情形,,故:。若流体被冷却,因Pr数不进入h之比的表达式,上述分析仍有效。6-19、已知:水以1.2m/s平均速度流入内径为20mm的长直管。(1)管子壁温为75℃,水从20℃加热到70℃;(2)管子壁温为15℃,水从70℃冷却到

4、20℃。求:两种情形下的表面传热系数,并讨论造成差别的原因。解:(1)℃(2)因为加热,近壁处温度高,流体粘度减小,对传热有强化作用,冷却时,近壁处温度低,流体粘度增加,对传热有减弱作用。6-70、已知:对燃气轮机叶片冷却的模拟实验表明,当温度℃的气流以的速度吹过特征长度、壁温℃的叶片时,换热量为1500W。现在有第二种工况:℃、、、℃。两种情况下叶片均可作为二维问题处理,计算可对单位长度叶片进行。求:第二种工况下叶片与气流间所交换的热量。解:,。对二维问题换热面积正比于线形尺度(即以单位长度叶片作比较),因而有:。8-1、一电炉的电功率为1KW

5、,炉丝温度为847℃,直径为1mm。电炉的效率为0.96。试确定所需炉丝的最短长度。解:5.67×得L=3.61m9-6、试用简捷方法确定本题附图中的角系数X1,2。9-35设有如附图所示的几何体,半球表面是绝热的,底面被一直径(D=0.2)分为1、2两部分。表面1为灰体,;表面2为黑体,T2=330。试计算表面1的净辐射损失及表面3的温度。解:网络图如下:1,2表面间的辐射换热量是由于绝热表面3的存在而引起的。10-9、已知,试计算下列流动布置时换热器的对数平均温差:(1)逆流布置;(2)一次交叉,两种流体均不混合;(3)1-2型壳管式,热流体

6、在壳侧;(4)2-4型壳管式,热流体在壳侧;(5)顺流布置。

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