传热学作业题

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1、传热学第四版主讲教师：邵宝力1-10一炉子的炉墙厚13cm，总面积为20m2，平均导热系数为1.04w/(m·k)，内外壁温分别是520℃及50℃。试计算通过炉墙的热损失。如果所燃用的煤的发热量是2.09×104kJ/kg，问每天因热损失要用掉多少千克煤？1-12在一次测定空气横向流过单根圆管的对流换热实验中，得到下列数据：管壁平均温度tW=69℃，空气温度tf=20℃，管子外径d=14mm，加热段长80mm，输入加热段的功率8.5W，如果全部热量通过对流换热传给空气，试问此时的对流换热表面传热系数多大？1-20半径为0.5m的球状航天器在

2、太空中飞行，其表面发射率为0.8。航天器内电子元件的散热总共为175W。假设航天器没有从宇宙空间接受任何辐射能量，试估算其表面的平均温度。1-24在附图所示的稳态热传递过程中，已知：tw1=460℃，tf2=300℃，δ1=5mm，δ2=0.5mm，λ1=46.5W/(m·K)，λ2=1.16W/(m.K)，h2=5800W/(m2·K)。试计算单位面积所传递的热量。1-32一玻璃窗，尺寸为60cm×30cm，厚为4mm。冬天，室内及室外温度分别为20℃及-20℃，内表面的自然对流换热表面系数为10W/(m2·K)，外表面强制对流换热表面系

3、数为50W/(m2·K)。玻璃的导热系数λ=0.78W/(m·K)。试确定通过玻璃的热损失。2-3有一厚为20mm的平板墙，导热系数为1.3W/(m·K)。为使每平方米墙的热损失不超过1500W,在外表面上覆盖了一层导热系数为0.12W/(m·K)的保温材料。已知复合壁两侧的温度分别为750℃及55℃，试确定此时保温层的厚度。2-9双层玻璃窗系由两层厚为6mm的玻璃及其间的空气隙所组成，空气隙厚度为8mm。假设面向室内的玻璃表面温度与室外的玻璃表面温度各为20℃及-20℃，试确定该双层玻璃窗的热损失。如果采用单层玻璃窗，其他条件不变，其热损

4、失是双层玻璃的多少倍？玻璃窗的尺寸为60cm×60cm。不考虑空气间隙中的自然对流。玻璃的导热系数为0.78W/(m·K)。2-14外径为100mm的蒸气管道，覆盖密度为20kg/m3的超细玻璃棉毡保温。已知蒸气管道外壁温度为400℃，希望保温层外表面温度不超过50℃。且每米长管道上散热量小于163W，试确定所需的保温层厚度。2-26附图所示储罐用厚为20mm的塑料制成，其导热系数λ=1.5W/(m·K)，储罐内装满工业用油，油中安置了一电热器，使罐的内表面温度维持在400K。该储罐置于tf为25℃的空气中，表面传热系数为10W/(m2·K

5、)。r0=0.5m,l=2.0m。试确定所需的电加热功率。3-10一热电偶热接点可近似地看成为球形，初始温度为25℃，后被置于温度为200℃地气流中。问欲使热电偶的时间常数τc=1s热接点的直径应为多大？已知热接点与气流间的表面传热系数为350W/(m2⋅K)，热接点的物性为：λ=20W/(m⋅k)，c=400J/(kg⋅k)，ρ=8500kg/m3，如果气流与热接点之间还有辐射换热，对所需的热接点直径有何影响？热电偶引线的影响忽略不计。3-13一块厚20mm的钢板，加热到500℃后置于20℃的空气中冷却。设冷却过程中钢板两侧面的平均表面传

6、热系数为35W/(m2⋅K)，钢板的导热系数为45W/(m⋅K)，热扩散率为1.37×10−5m2/s。试确定使钢板冷却到空气相差10℃时所需的时间。3-16在热处理工艺中，用银球试样来测定淬火介质在不同条件下的冷却能力。今有两个直径为20mm的银球，加热到650℃后被分别置于20℃的盛有静止水的大容器及20℃的循环水中。用热电偶测得，当因球中心温度从650℃变化到450℃时，其降温速率分别为180℃/s及360℃/s。试确定两种情况下银球表面与水之间的表面传热系数。已知在上述温度范围内银的物性参数为c=262J/(kg⋅k)、ρ=1050

7、0kg/m3、λ＝360W/(m⋅k）。5-12已知：1.013×105Pa、100℃的空气以v=100m/s的速度流过一块平板，平板温度为30℃。求：离开平板前缘3cm及6cm处边界层上的法向速度、流动边界层及热边界层厚度、局部切应力和局部表面传热系数、平均阻力系数和平均表面传热系数。6-1已知：在一台缩小成为实物1/8的模型中，用20℃的空气来模拟实物中平均温度为200℃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/(m2⋅K)，求相应实物的值，在这一实物中，模型与实

8、物中流体的Pr数并不严格相等，你认为这样的模化实验有无实用价值。6-1.解：根据相似理论，模型与实物中的Re应相等,空气在200C和2000C时的物性参数200C2000C由又得