传热学课后题答案整理

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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，

2、燃气与壁面间的表面传热系数为。喷管材料的密度，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195

3、W/(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.

4、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，

5、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，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

6、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，热流体在壳侧；（4）2－4型壳管式，热流体在壳侧；（5）顺流布置。