工程传热学课后习题答案.pdf

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1、第一章：1-3一大平板，高2.5m，宽2m，厚0.03m，导热系数为45W/(mK)，两侧表面温度分别为t1=100℃，t2=80℃，试求该板的热阻、热流量、热流密度。0.034解:R1.310K/WA2.5245t10080A452.52150KW0.033150102q30KW/mA2.521-6一单层玻璃窗，高1.2m，宽1.5m，玻璃厚0.3mm，玻璃导热系数为=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换热的表面传热系数分别为h1=5.5W/(m

2、2K)和h2=20W/(m2K)，试求玻璃窗的散热损失及玻璃的导热热阻、两侧的对流换热热阻。tf1tf22052解：q63W/m1110.0031hh5.50.52012QAq113.5W0.0033R3.310K/WA1.21.50.5110.101K/WAh1.21.55.5111327.810K/WAh1.21.52021-16附图所示的空腔由两个平行黑体表面组成，孔腔内抽成真空，且空腔的厚度远小于其高度与宽度。其余已知条件如图。表面2是厚δ=0.1m的平板的一侧面，其另一侧表面

3、3被高温流体加热，平板的平均导热系数λ=17.5W/(mK)，试问在稳态工况下表面3的tw3温度为多少？解：若处于稳定工况，则44AA(TT)(tt)w1w2w2w344(TT)w1w2tt∴w3w28441.00.15.6710(300400)12717.5132.67C1t1t21001021-18解：q257.1W/m10.41h1.6101-19一厚度为0.4m，导热系数为1.6W/mK的平面墙壁，其一侧维持100℃的温度，另一侧和温度为10℃的流体进行对流换热，表面传热系

4、数为10W/(m2K)，求通过墙壁的热流密度。解：t1t2100102q257.1W/m10.41h1.610第二章：t2－1按题意qrr墙保2t1300300.02则rr0.6786保墙q18301.3则r0.110.67860.0746574.65mm保保保2-2在如图所示的平板导热系数测定装置中，试件厚度δ远小于直径d。由于安装制造不好，试件与冷、热表面之间存在着一厚度为Δ=0.1mm的空气隙。设热表面温度t1=180℃，冷表面温度t2=30℃，空气隙的导热系数可分别按t1、t2查取。试计算空

5、气隙的存在给导热系数的测定带来的误差。通过空气隙的辐射换热可以忽略不计。(Φ=58.2wd=120mm)解：不考虑空气隙时侧得的导热系数记为λ0，则2d150At40.0291558.20已知空气隙的平均厚度Δ1、Δ2均为0.1mm，并设导热系数分别为λ1、λ2，则试件实际的导热系数应满足：11At1211012110.00010.00010120.003780.002670.026460.0374521.92%0.029150.0291502-4一烘箱的炉门

6、由两种保温材料A和B做成，且δA=2δB(见附图)。已知λA=0.1w/m•K，λB=0.06w/m•K。烘箱内空气温度tf1=400℃，内壁面的总表面传热系数h1=50w/m2•K。为安全起见，希望烘箱炉门的外表面温度不得高于50℃。设可把炉门导热作为一维导热问题处理，试决定所需保温材料的厚度。环境温度tf2=25℃，外表面总表面传热系数h2=9.5w/m2•K。解：根据稳态热平衡应有：ttttf1f2wf2111ABh1ABh2h2由此解得：0.0396m,0.0793mBA2-10一内径为80mm，厚度为5.5mm，导热

7、系数为45W/m•K的蒸汽管道，内壁温度为250℃，外壁覆盖有两层保温层，内保温层厚度45mm，导热系数为0.25W/m•K，外保温层厚20mm，导热系数为0.12W/m•K。若最外侧的壁面温3度为30℃，求单位管长的散热损失。解：r40mm1r4045.5mm21r4090.5mm312r40110.5mm41232(tt)14qlrrr234ln()ln()ln()rrr12312323.14(25030)45.590.5110.5ln()ln()ln()4045.590.5450.2

8、50.12312.77W/m2-13一直径为30mm、壁温为100℃的管子向温