傳熱學(xué)-第2章穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)-習(xí)題.ppt

傳 熱 學(xué),第 2 章 穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo) 習(xí) 題 課,1. 如圖所示的墻壁，其導(dǎo)熱系數(shù)為50W/(m.K)， 厚度為50mm，在穩(wěn)態(tài)情況下墻壁內(nèi)一維溫度 分布為 t=2002000x2。式中x的單位為m。 試求： （1）墻壁兩側(cè)表面的熱流密度； （2）壁內(nèi)單位體積的內(nèi)熱源生成熱。,2. 半徑為0.1m的無(wú)內(nèi)熱源，常物性長(zhǎng)圓柱體。 已知某時(shí)刻溫度分布為 t=500+200r2+50r3 （r為徑向坐標(biāo)，單位為m）。 導(dǎo)熱系數(shù)=40W/(m.K)，導(dǎo)溫系數(shù)a=0.0001m2/s。 試求： （1）該時(shí)刻圓柱表面上的熱流密度及熱流方向； （2）該時(shí)刻中心溫度隨時(shí)間的變化率。,3. 已知鋼板、水垢和灰垢的導(dǎo)熱系數(shù)分別為 46.4 W/(m.K)、1.16 W/(m.K)及0.116 W/(m.K)， 試比較1mm厚鋼板、水垢及灰垢的熱阻。,4. 厚2cm的壁，由平均導(dǎo)熱系數(shù)為1.3W/(m.)的 材料構(gòu)成，用平均導(dǎo)熱系數(shù)為0.35W/(m.)的 材料做壁的隔熱層，使每平方米熱損失不超過(guò) 1830kW。假設(shè)加隔熱層后，壁的內(nèi)外表面溫度 分別為1300和30。 試求隔熱層厚度。,5. 有一鍋爐圍墻由三層平壁組成，內(nèi)層是厚度為1=0.23m，1=0.63W/(m.K) 的耐火黏土磚；外層是厚度為3=0.25m， 3=0.56W/(m.K)的紅磚層；兩層中間填以厚度為2=0.1m，2=0.08 W/(m.K)的珍珠巖材料。爐墻內(nèi)側(cè)與溫度為 tf1=520的煙氣接觸，其換熱系數(shù)為h1=35 W/(m2.K)， 爐墻外側(cè)空氣溫度tf2=520，空氣側(cè)換熱系數(shù) h2=15W/(m2.K)。 試求（1）通過(guò)該爐墻單位面積的散熱損失； （2）爐墻內(nèi)外表面溫度及層與層交界面的溫度； （3）畫出爐墻內(nèi)的溫度分布曲線。,6. 一建筑物的墻壁由如圖所示的空心磚砌成。設(shè)該混凝土 導(dǎo)熱系數(shù)為0.8W/(m.K)，空氣當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)為 0.28W/(m.K)。設(shè)溫度只沿墻壁厚度x方向發(fā)生變化， 室內(nèi)溫度為25，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為10 W/(m2.K)， 室外空氣溫度為 -10， 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為20 W/(m2.K)。 求通過(guò)每塊磚的導(dǎo)熱量。,7. 考慮一個(gè)復(fù)合平壁，它由兩種材料構(gòu)成，材料的 導(dǎo)熱系數(shù)分別為A=0.1 W/(m.K)和B=0.04 W/(m.K)， 厚度分別為L(zhǎng)A=10mm和LB=20mm。已知兩種材料 交界面上的接觸熱阻為0.30m2.K/W。材料A 與200 的流體相鄰，h=10W/(m2.K)；材料B與40的流體 相鄰，h=20W/(m2.K)。確定： （1）通過(guò)一個(gè)高2m，寬2.5m的壁的熱流量有多大； （2）畫出溫度分布。,8. 外徑5cm的不銹鋼管，外面包扎著6.4mm厚的 石棉隔熱層，導(dǎo)熱系數(shù)為0.166 W/(m.K)， 再外面包扎著2.5mm厚的玻璃纖維隔熱層， 導(dǎo)熱系數(shù)為0.0485 W/(m.K)。不銹鋼管外壁溫度 為315，隔熱層外表面溫度為38。 試計(jì)算石棉-玻璃纖維交界面的溫度。,9. 蒸汽管道的外直徑d1=30mm，準(zhǔn)備包兩層厚度都是 15mm的不同材料的熱絕緣層。a種材料的導(dǎo)熱系數(shù) a=0.04W/(m.K)，b種材料的導(dǎo)熱系數(shù) b=0.1W/(m.K)。 若溫差一定，試問(wèn)從減少熱損失的觀點(diǎn)看下列兩種方案： （1）a在里層，b在外層； （2）b在里層，a在外層；哪一種好，為什么？,10. 某爐壁由厚度為250mm的耐火粘土制品層和 厚500mm的紅磚層組成。內(nèi)壁溫度為1000， 外壁溫度為50。耐火粘土的導(dǎo)熱系數(shù)為 , 紅磚的導(dǎo)熱系數(shù)近 似為2=0.7W/(m.K)。求熱損失和層間交界面 的溫度。,11. 一高為30cm鋁制圓錐臺(tái)，頂面直徑為8.2cm， 底面直徑為13cm；底面和頂面溫度各自均勻且 恒定，分別為520和120，側(cè)面（曲面）絕 熱。試確定通過(guò)此臺(tái)的導(dǎo)熱量（鋁的導(dǎo)熱系數(shù)取 為100W/(m.K)。,12. 圖中所示為純鋁制作的圓錐形截面。其圓形截面 直徑為D=ax1/2，其中a=0.5m1/2。小端位于 x1=25mm處，大端位于x2=125mm處，端部溫度 分別為T1=600K和T2=400K，周側(cè)面隔熱良好。 （1）作一維假定，推導(dǎo)用符號(hào)形式 表示的溫度分布T(x)的表示式， 畫出溫度分布的示意圖。 （2）計(jì)算傳熱熱流量Q。,13. 一直肋厚6mm，高50mm，寬0.8m，導(dǎo)熱系數(shù) 為120W/(m.K)，肋基溫度 t0=95，周圍流體 溫度 tf=20，表面換熱系數(shù) h=12W/(m2.K)。 如需計(jì)及肋端散熱。 試求肋端溫度和肋片的散熱量。,14. 采用套管式熱電偶溫度計(jì)測(cè)量管道內(nèi)的蒸汽溫度， 套管長(zhǎng)H=6cm，直徑為1.5