传输原理复习资料2.ppt

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1、传输原理总复习举例2021/9/8传输原理总复习2例题-1一圆筒壁的内、外表面温度分别为t1和t2(t1>t2),导热系数随温度的变化呈线性关系,试推导热流量及温度的分布公式。例题-2为了确定气体的导热系数,常用如下装置:一圆管,加热导线沿轴线穿过。已测得:通过导线的电流I=0.5A;导线两端的电压E=3.6V;管长l=300mm;导线的直径d1=0.05mm;导线的温度t1=167oC;管子的内径d2=2.5mm;管壁内表面的温度t2=1500C。试确定管内气体的导热系数(假定导线和管子内表面均可看成是灰体,黑度分别为1=0.7和

2、2=0.8)。[例题]24oC的空气以60m/s的速度外掠一块平板,平板保持216oC的板面温度,板长0.4米,试求平均表面传热系数(不计辐射换热)。解:为计算ReCr先算出定性温度例题-32021/9/8传输原理总复习3例题-4室温为10oC的大房间中有一个直径为10cm的烟筒,其竖直部分高1.5m,水平部分长15m。求烟筒的平均壁温为110oC时的对流散热速率。例题-5如图所示的两组平行平面,试用角系数的基本性质证明:例题-6如图所示,由三个垂直于纸面方向宽度很大的灰体表面构成的封闭系统。各表面的温度、面积和黑度分别为:T1、T

3、2、T3;A1、A2、A3和1、2、3。试绘出该辐射换热系统的网络图,列出各表面净辐射换热量的计算式。2021/9/8传输原理总复习4例题-7如图所示的两组平行平面,试用角系数的基本性质证明:解:根据角系数的相对性,有由角系数的性质所以例题-7试用你所学的传热学知识,说明保温瓶胆为什么能够保温?(以热水保温为例)2021/9/8传输原理总复习52021/9/8传输原理总复习6例题-1一圆筒壁的内、外表面温度分别为t1和t2(t1>t2),导热系数随温度的变化呈线性关系,试推导热流量及温度的分布公式。解:(1)求热流量的公式。依题

4、意有根据傅立叶定律分离变量对上式作定积分得2021/9/8传输原理总复习7例题-1故式中解:(2)求温度分布公式令任意半径r处的温度为t,对上式从r1到r以及t1到t积分,得到2021/9/8传输原理总复习8例题-2为了确定气体的导热系数,常用如下装置:一圆管,加热导线沿轴线穿过。已测得:通过导线的电流I=0.5A;导线两端的电压E=3.6V;管长l=300mm;导线的直径d1=0.05mm;导线的温度t1=167oC;管子的内径d2=2.5mm;管壁内表面的温度t2=1500C。试确定管内气体的导热系数(假定导线和管子内表面均可看成

5、是灰体,黑度分别为1=0.7和2=0.8)。解:导线中耗散的功率应等于通过气体的导热量Qc与导线和管壁之间的辐射换热量Qr之和。2021/9/8传输原理总复习9例题-2导线与管壁之间的气体相当于一个单层圆筒璧,根据圆筒璧的导热计算公式,有所以2021/9/8传输原理总复习10例题-3内热阻相对于外热阻很小(Bi<0.1)的物体被温度为tf的常温介质所冷却。物体的初始温度为ti,表面放热遵守牛顿定律,但放热系数不知道,只知道1时刻物体的温度为t1。试求该物体温度随时间的变化关系。解:此题属于集总参数法的内容,其温度与时间的关系为(

6、a)式中、F、、c、V均为未知量,只知道1时刻的温度为t1。代入(a)式得2021/9/8传输原理总复习11例题-3两边取对数得(b)将(b)式代入(a)式得两边取对数得2021/9/8传输原理总复习12例题-4如果将密度为、比热为c、体积为V、表面积为F、初始温度为ti的物体突然放置于温度为tf、放热系数为的流体中,且Bi0.1。试问:当物体的过余温度=t-tf分别等于初始过余温度i=ti-tf的1%和0.1%时,各需多少时间?解:因为Bi<0.1,所以可用集总参数法其求解。已知:/i=0.01及0.001;即2

7、021/9/8传输原理总复习13例题-4对以上两式取对数得和最后得2021/9/8传输原理总复习14例题-5[例题]24oC的空气以60m/s的速度外掠一块平板,平板保持216oC的板面温度,板长0.4米,试求平均表面传热系数(不计辐射换热)。解:为计算ReCr先算出定性温度查附录,得空气的运动粘度和导热率=25.45×10-6m2/s;=3.34×10-2W/(moC);Pr=0.686由此算得雷诺数2021/9/8传输原理总复习15例题-6室温为10oC的大房间中有一个直径为10cm的烟筒,其竖直部分高1.5m,水平部分长15

8、m。求烟筒的平均壁温为110oC时的对流散热速率。解:计算特征温度由附录表查得60oC时空气的物性值=1.060kg/m3;cp=1.005kJ/(kg·oC);=0.029W/(m·oC);=18.9710-6

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