《傳熱學(xué)》課后習(xí)題答案(第四版)

1、即隨室外風(fēng)力減弱，散熱量減小。但因墻的熱阻主要在絕熱層上，室外風(fēng)力變化對(duì)散熱量的影響不大。第2章2-4 解：按熱平衡關(guān)系有：，得： ，由此得：2-9 解：由從附錄5查得空氣層的導(dǎo)熱系數(shù)為雙層時(shí)： 單層時(shí)： 兩種情況下的熱損失之比：題2-15解：這是一個(gè)通過雙層圓筒壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題。由附錄4可查得煤灰泡沫磚的最高允許溫度為300。設(shè)礦渣棉與媒灰泡沫磚交界面處的溫度為tw，則有 （a） （b） 由此可解得：300 又由式（a）可知，在其他條件均不變的情況下，增加煤灰泡沫磚的厚度2對(duì)將使增大，從而損失將減?。挥钟墒剑╞）左邊可知tw將會(huì)升高。2-17 解：本題為通過圓筒壁的傳熱問題(1)換熱表面潔凈

2、時(shí)：（2）外壁結(jié)煙灰時(shí)：（3）內(nèi)壁結(jié)水垢時(shí)：2-18 解：（1）材料a緊貼壁面時(shí)，每米長(zhǎng)管道的總熱阻為 （2）材料b緊貼壁面時(shí)，每米長(zhǎng)管道的總熱阻為 因內(nèi)、外表面溫差不變，故散熱損失與熱阻成反比：即：材料a(導(dǎo)熱系數(shù)較小)緊貼壁面時(shí)，散熱損失較小。對(duì)于平壁，這種影響不存在。2-22 解：由于儲(chǔ)液容器采取了良好的保溫措施，保溫層的熱阻是整個(gè)散熱過程的主要熱阻，故暫時(shí)可忽略兩側(cè)的對(duì)流熱阻，按通過球壁的導(dǎo)熱過程估算其散熱量：液氮每天的蒸發(fā)量：2-36 解：，將上面兩式應(yīng)用于之間，有，即將上面兩式應(yīng)用于之間，有，即由上述兩式聯(lián)立，可解得：2-63 解第3章3-33 由附錄5得 又由已知條件可得：， 由

3、附錄16圖1查得，所以3-60.解: 爐底為耐火材料, 故可近似地認(rèn)為爐底外表面是絕熱的, 故可看成是厚的無(wú)限大平板兩側(cè)對(duì)稱受熱的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題.，由圖3-8查得：即：，。由圖3-7查得：即：第6章6-76-14(1) 換熱類型：管內(nèi)強(qiáng)迫對(duì)流換熱 (2) 定性溫度：流體平均溫度tf =(115+65)/2=90 物性參數(shù)(空氣): 特征長(zhǎng)度：管子內(nèi)徑 (3) 特征流速: 流態(tài): (4) 各種修正系數(shù): 直管， cr=1；溫差=180-90=9050，應(yīng)進(jìn)行溫差修正；管長(zhǎng)未知，故先假定c1=1(5) 選用公式: (氣體被加熱) (6) nu數(shù)與表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h: (7) 由熱平衡關(guān)系求管長(zhǎng)l： 熱

4、平衡關(guān)系： 所以： （8）驗(yàn)算管長(zhǎng)（不滿足假定），故應(yīng)進(jìn)行入口效應(yīng)修正(9) 假定l重新計(jì)算假定l=2.80m, , (與假定值不符)再假定l=2.67m, ；, 與假定值基本相符, 故：l=2.67m；6-16(1) 換熱類型：管槽內(nèi)(環(huán)形空間)強(qiáng)迫對(duì)流換熱 (2) 定性溫度：流體平均溫度tf =(30+50)/2=40 物性參數(shù)(水)： 特征長(zhǎng)度：當(dāng)量直徑 (3) 特征流速： 流態(tài)：(4) 各種修正系數(shù)：管長(zhǎng)未知，故先取c1=1；直管，cr=1溫差=100-40=6030，故應(yīng)進(jìn)行溫差修正(5) 選用公式：(液體被加熱) (6) nu數(shù)與表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h計(jì)算: (7) 由熱平衡關(guān)系求管長(zhǎng)：熱

5、平衡關(guān)系: 所以：（8）驗(yàn)算管長(zhǎng) （滿足假定），所以所求管長(zhǎng)即為(9) 管子出口局部熱流密度6-16 另解: (1) (3) 同前, 另有(4) 選用gnielinski公式: (5) nu數(shù)與表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h計(jì)算:設(shè)，則 (6) 由熱平衡關(guān)系求管長(zhǎng)l：熱平衡關(guān)系： 所以：（7）驗(yàn)算管長(zhǎng)將管長(zhǎng)的計(jì)算值(2.74m)與假定值(2.75m)比較，兩者基本相同，即滿足假定。所以所求管長(zhǎng)即為(8) 管子出口局部熱流密度6-20解：(1) 換熱類型：管內(nèi)(螺旋管)強(qiáng)迫對(duì)流換熱 (2) 定性溫度：流體平均溫度tf.。假設(shè)tf”=60，則tf =(20+60)/2=40 物性參數(shù)(水): 特征長(zhǎng)度：管子內(nèi)徑d

6、=0.012m (3) 特征流速：流態(tài)：(4) 各種修正系數(shù)：管長(zhǎng)l=4d=1.885m，l/d=1.885/0.012=15760，故c1=1螺旋管， cr=1+10.3(d/r)3=1+10.3(0.012/0.075)3=1.0422；溫差=80-40=4030，應(yīng)進(jìn)行溫差修正；(5) 選用公式：(液體被加熱) (6) nu數(shù)與表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h計(jì)算： (7) 對(duì)流換熱量：(8) 檢驗(yàn)出口溫度：由熱平衡關(guān)系: , 該值與假定值有一定差別,故重新計(jì)算。經(jīng)多次試算后可得: 6-26 (1) 換熱類型： 外掠平板強(qiáng)迫對(duì)流換熱(2) 定性溫度：平均膜溫tm =(20+150)/2=85物性參數(shù)(空氣

7、):特征長(zhǎng)度：散熱片長(zhǎng)度l=0. 12m(3) 特征流速：流態(tài)： (4) 選用公式：(外掠平板強(qiáng)迫對(duì)流層流)(5) 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h：(6) 肋片的散熱量：6-34 (1) 換熱類型： 外掠單管強(qiáng)迫對(duì)流換熱(2) 定性溫度：平均膜溫tm =(31+15)/2=23物性參數(shù)(空氣):特征長(zhǎng)度：外徑d=0. 35m(3) 特征流速：流態(tài)： (4) 選用公式：按表(外掠平板強(qiáng)迫對(duì)流層流)(5) 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h：(6) 單位時(shí)間散熱量： （7）2個(gè)半小時(shí)內(nèi)共散熱：6-38(1) 換熱類型：外掠管束(叉排)強(qiáng)迫對(duì)流換熱(2) 定性溫度：流體平均溫度tf =133物性參數(shù)(空氣)：特征長(zhǎng)度：管子外徑d=0.

8、 04m(3) 特征流速：流態(tài)：，又有(4) 選用公式：根據(jù)re與的值及管排數(shù)n=10，由表6-8、9查得： (5) 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h：6-48：換熱類型：豎平板及水平板的大空間自然對(duì)流換熱定性溫度：平均膜溫tm=（28+12）/2=20 物性參數(shù)(空氣)：(1)側(cè)面：換熱類型：豎平板的大空間自然對(duì)流換熱特征長(zhǎng)度：平板長(zhǎng)度l=0.3m選用公式：努塞爾數(shù)及表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計(jì)算： 散熱量：(2)上表面：換熱類型：水平板冷面朝上(相當(dāng)于熱面朝下) 大空間自然對(duì)流換熱特征長(zhǎng)度： （因0.3）選用公式：努塞爾數(shù)及表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計(jì)算： 散熱量：(3)下表面：換熱類型：水平板冷面朝下(相當(dāng)于熱面朝上) 大空間自

9、然對(duì)流換熱特征長(zhǎng)度：同上表面選用公式：努塞爾數(shù)及表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計(jì)算： 散熱量：(4)單位管長(zhǎng)管道的總散熱量為：注意：本題中，側(cè)面與上、下兩表面的特征尺寸不同，故數(shù)亦不同。6-55：（1）加夾層時(shí)：換熱類型：水平空氣夾層自然對(duì)流換熱定性溫度：夾層平均溫度tm=（tw1+tw2）/2=（90+30）/2=60 物性參數(shù)(空氣)：特征長(zhǎng)度：夾層厚=0.1m選用公式：努塞爾數(shù)及表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計(jì)算： 散熱量：(2) 無(wú)夾層時(shí)：換熱類型：水平板大空間自然對(duì)流換熱（熱面朝上）定性溫度：平均溫度tm=(tw+t)/2=（90+20）/2=55 物性參數(shù)(空氣)：特征長(zhǎng)度：選用公式：努塞爾數(shù)及表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計(jì)算

10、： 散熱量：第9章9-6 (1) (2) (3) (4) 設(shè)想在球的頂面也有一塊無(wú)限大平板3(如右圖)，由角系數(shù)的完整性，可得 9-7 (b)由線算可查得因, 所以 由角系數(shù)的相對(duì)性，9-14.設(shè)開口處為表面，表面和服為a1，其余溝槽表面為a2，則有：(a) ; (b) (c) 9-27.由于抽真空，夾層中的對(duì)流換熱與導(dǎo)熱可忽略不計(jì)，只需考慮輻射而引起的換熱： 9-30.設(shè)：小孔為“1”，面積為a1；內(nèi)腔為“2”總表面積為a2，則： 又有：，。所以：(1) (2)9-33. 輻射系統(tǒng)如下圖所示:其中，表面1為溫度等于爐溫的黑體，表面2為溫度等于室溫的黑體，表面3為重輻射面。網(wǎng)絡(luò)圖如上面右圖所示

11、。 所以，散失的熱量為：9-37. 兩圓盤表面分別記為1、2，第三表面記為3，。由角系數(shù)線算圖查得：。系統(tǒng)的輻射網(wǎng)絡(luò)圖如下：其中: (1) “3”為大房間時(shí)： 對(duì)節(jié)點(diǎn)j1、j2可列出下列方程： 將的數(shù)值代入上式并整理后得：解得：。 故：(2) “3”為絕熱腔時(shí)：間的等效熱阻為()9-38.(1) 無(wú)遮熱罩時(shí),單位長(zhǎng)度圓筒上的輻射換熱量(2) 加遮熱罩3后, 其輻射網(wǎng)絡(luò)圖為: 其中: 單位長(zhǎng)度圓筒上的輻射換熱量為:9-39.設(shè)：爐底為1，四周為2，爐頂為3。輻射網(wǎng)絡(luò)圖為：其中: 9-42.兩種情況下的輻射網(wǎng)絡(luò)圖分別為: 根據(jù)已知條件可列出下面兩個(gè)方程：及因,故上面兩式可化為; 及 即：及由此兩式

12、得：解得：9-60.設(shè)層頂表面溫度為t，周圍空氣溫度，天空溫度穩(wěn)態(tài)下層頂所吸收的太陽(yáng)能等于其向環(huán)境的自然對(duì)流散熱量與輻射散熱量之和，即：即： ，最后解得：四年的艱苦跋涉，五個(gè)月的精心準(zhǔn)備，畢業(yè)論文終于到了劃句號(hào)的時(shí)候，心頭照例該如釋重負(fù)，但寫作過程中常常出現(xiàn)的輾轉(zhuǎn)反側(cè)和力不從心之感卻揮之不去。論文寫作的過程并不輕松，工作的壓力時(shí)時(shí)襲擾，知識(shí)的積累尚欠火候，于是，我只能一次次埋頭于圖書館中，一次次在深夜奮筆疾書。第一次花費(fèi)如此長(zhǎng)的時(shí)間和如此多的精力，完成一篇具有一定學(xué)術(shù)價(jià)值的論文，其中的艱辛與困難難以訴說，但曲終幕落后留下的滋味，值得我一生慢慢品嘗。敲完最后一個(gè)字符，重新從頭細(xì)細(xì)閱讀早已不陌生的

13、文字，我感觸頗多。雖然其中沒有什么值得特別炫耀的成果，但對(duì)我而言，是寶貴的。它是無(wú)數(shù)教誨、關(guān)愛和幫助的結(jié)果。我要感謝我的指導(dǎo)教師fanny老師。范老師雖身負(fù)教學(xué)、科研重任，仍抽出時(shí)間，不時(shí)召集我和同門以督責(zé)課業(yè)，耳提面命，殷殷之情盡在諄諄教誨中。這篇論文更傾注了她的大量心血。從初稿到定稿，范老師不厭其煩，一審再審，大到篇章布局的偏頗，小到語(yǔ)句格式的瑕疵，都一一予以指出。同時(shí)，我要感謝傳播與藝術(shù)學(xué)院所有給我上過課老師，是他們傳授給我方方面面的知識(shí)，拓寬了我的知識(shí)面，培養(yǎng)了我的功底，對(duì)論文的完成不無(wú)裨益。我還要感謝學(xué)院的各位工作人員，他們細(xì)致的工作使我和同學(xué)們的學(xué)習(xí)和生活井然有序。衷心感謝實(shí)習(xí)單位

14、中國(guó)青年政治學(xué)院新聞中心的所有老師。他們時(shí)時(shí)關(guān)注我的論文寫作，并從多方面給予了有力支持，讓我能夠全身心地投入到論文寫作中。謹(jǐn)向我的父母和家人表示誠(chéng)摯的謝意。他們是我生命中永遠(yuǎn)的依靠和支持，他們無(wú)微不至的關(guān)懷，是我前進(jìn)的動(dòng)力；他們的殷殷希望，激發(fā)我不斷前行。沒有他們就沒有我，我的點(diǎn)滴成就都來(lái)自他們。讓我依依不舍的還有各位學(xué)友、同門和室友。在我需要幫助的時(shí)候，_等學(xué)友伸出溫暖的雙手，鼎立襄助。能和相遇、相交、相知是人生的一大幸事。本論文的完成遠(yuǎn)非終點(diǎn)，文中的不足和淺顯之處則是我新的征程上一個(gè)個(gè)新的起點(diǎn)。我將繼續(xù)前行！四年的艱苦跋涉，五個(gè)月的精心準(zhǔn)備，畢業(yè)論文終于到了劃句號(hào)的時(shí)候，心頭照例該如釋重負(fù)

15、，但寫作過程中常常出現(xiàn)的輾轉(zhuǎn)反側(cè)和力不從心之感卻揮之不去。論文寫作的過程并不輕松，工作的壓力時(shí)時(shí)襲擾，知識(shí)的積累尚欠火候，于是，我只能一次次埋頭于圖書館中，一次次在深夜奮筆疾書。第一次花費(fèi)如此長(zhǎng)的時(shí)間和如此多的精力，完成一篇具有一定學(xué)術(shù)價(jià)值的論文，其中的艱辛與困難難以訴說，但曲終幕落后留下的滋味，值得我一生慢慢品嘗。敲完最后一個(gè)字符，重新從頭細(xì)細(xì)閱讀早已不陌生的文字，我感觸頗多。雖然其中沒有什么值得特別炫耀的成果，但對(duì)我而言，是寶貴的。它是無(wú)數(shù)教誨、關(guān)愛和幫助的結(jié)果。我要感謝我的指導(dǎo)教師fanny老師。范老師雖身負(fù)教學(xué)、科研重任，仍抽出時(shí)間，不時(shí)召集我和同門以督責(zé)課業(yè)，耳提面命，殷殷之情盡在諄諄教誨中。這篇論文更傾注了她的大量心血。從初稿到定稿，范老師不厭其煩，一審再審，大到篇章布局的偏頗，小到語(yǔ)句格式的瑕疵，都一一予以指出。同時(shí)，我要感謝傳播與藝術(shù)學(xué)院所有給我上過課老師，是他們傳授給我方方面面的知識(shí)，拓寬了我的知識(shí)面，培養(yǎng)了我的功底，對(duì)論文的完成不無(wú)裨益。我還要感謝學(xué)院的各位工作人員，他們細(xì)致的工作使我和同學(xué)們的學(xué)習(xí)和生活井然有序。衷心感謝實(shí)習(xí)單位中國(guó)青年政治學(xué)院新聞中心