傳熱學(xué)作業(yè)題

1、1油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程傳 熱 學(xué)第四版主講教師：邵寶力主講教師：邵寶力2油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程1-10 一爐子的爐墻厚 13cm，總面積為 20m2，平均導(dǎo)熱系數(shù)為 1.04w/(mk)，內(nèi)外壁溫分別是 520及 50。試計(jì)算通過爐墻的熱損失。 如果所燃用的煤的發(fā)熱量是 2.09 104kJ/kg， 問每天因熱損失要用掉多少千克煤？3油氣儲運(yùn)工程油氣儲

2、運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程212oo1240t121=13cm = 0.13m= 20m,=1.04/ (),520,50,24,= 2.0910/, mdt=-dxdx=-dtdx=-t-t1.042052050=752000.1375.2wwwwtwwdayhSWmKttth qkJkgAAAdtAWQt煤損煤損1-10.已 知 條 件 ：，CC， 求 Q解 ： 由 導(dǎo) 熱 公 式 ：，推 導(dǎo) 得 ：Q14243600864006497280=310.872.0910/daysQkJmkgq

3、kJkg煤煤4油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程1-12 在一次測定空氣橫向流過單根圓管的對流換熱實(shí)驗(yàn)中，得到下列數(shù)據(jù)：管壁平均溫度tW=69，空氣溫度tf=20，管子外徑d=14mm，加熱段長80mm，輸入加熱段的功率8.5W，如果全部熱量通過對流換熱傳給空氣，試問此時(shí)的對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)多大？5油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程w32wf2-3wft =69t =20d=

4、14mm=0.014ml=80mm=0.08m=8.5,h=3.140.0140.083.5168 10=ht -t8.5h=49.33/ mt -t3.5168 10oofWAdlmAWA1-12.已知條件：C，C，求解：由牛頓冷卻公式（）得：（K）（）（69-20）6油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程1-20 半徑為 0.5m 的球狀航天器在太空中飛行， 其表面發(fā)射率為 0.8。 航天器內(nèi)電子元件的散熱總共為 175W。假設(shè)航天器沒有從宇宙空間接受任何輻射能量，試估算其表面的平均溫

5、度。7油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-82444242428r= 0.5m= 0.8=175=5.6710/ ()=A=r4175187.220.8710WWmKTTTTrK1-20.已 知 條 件 ：，求解 ： 由得 ：（ 4）8油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程1-24 在附圖所示的穩(wěn)態(tài)熱傳遞過程中，已知： tw1 = 460，tf2= 300，1

6、= 5mm，2= 0.5mm，1= 46.5W/(mK)，2= 1.16 W/(m.K)，h2= 5800 W/(m 2K)。試計(jì)算單位面積所傳遞的熱量。9油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程oow 12121222122122121212 4 .t4 6 0,3 0 0,5,0 .5,4 6 .5/ (),1 .1 6/ (),5 8 0 0/ ()1=10 .0 0 50 .0 0 0 50 .0 0 0 7 1(/)5 8 0 04 6 .51 .1 6t-t=11fZffwZtm

7、 mm mWmKWmKhWmKRhmKWAhhttqR已 知 條 件 ：CC解 : 由 題 意 得（）由 穩(wěn) 態(tài) 傳 熱 過 程 的 方 程 式得 ：1224 6 03 0 02 2 5 .3 5 (/)0 .0 0 0 7 1fZtK WmR10油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程1-32 一玻璃窗，尺寸為 60cm30cm ，厚為 4mm 。冬天，室內(nèi)及室外溫度分別為 20及-20，內(nèi)表面的自然對流換熱表面系數(shù)為10W/(m2K) ，外表面強(qiáng)制對流換熱表面系數(shù)為 50W/(m2K)

8、。玻璃的導(dǎo)熱系數(shù) = 0.78W/(mK) 。試確定通過玻璃的熱損失。11油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程2oo1222121212=60cm30cm=0.6m0.3m=0.18mh=4mm=0.004m= ,t20,20,10/ (),50/ ()0.78/ ()=110.18202057.510.0041100.7850ffffSthWmKhWmKWm KAhh 1-32.已知條件:，CC求解：根據(jù)穩(wěn)態(tài)傳熱過程的方程式和串聯(lián)熱阻疊加原則得：（t-t）4W12油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工

9、程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程2-3 有一厚為 20mm 的平板墻，導(dǎo)熱系數(shù)為 1.3 W /(mK) 。為使每平方米墻的熱損失不超過 1500W,在外表面上覆蓋了一層導(dǎo)熱系數(shù)為 0.12W /(mK) 的保溫材料。已知復(fù)合壁兩側(cè)的溫度分別為 750及 55，試確定此時(shí)保溫層的厚度。13油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程112oo13211113121222= 2 0 m m = 0 .0 2

10、m ,1 .3/1 5 0 0,0 .1 2/ ()7 5 0,5 5tq =1 5 0 07 5 05 51 5 0 00 .0 5 3 7 5 m0 .0 21 .30 .1 2nniiiWmkqWWmktttttqq2 - 3 . 已 知 ：CC求解 ： 由 公 式解 得14油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程2-9 雙層玻璃窗系由兩層厚為 6mm 的玻璃及其間的空氣隙所組成，空氣隙厚度為 8mm。假設(shè)面向室內(nèi)的玻璃表面溫度與室外的玻璃表面溫度各為 20及-20，試確定該雙層玻璃窗

11、的熱損失。如果采用單層玻璃窗，其他條件不變，其熱損失是雙層玻璃的多少倍？玻璃窗的尺寸為 60cm60cm 。不考慮空氣間隙中的自然對流。玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)為 0.78W /(mK) 。15油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程13221213oo2141,21-o-2142111141123123=6mm=0.006m=0.008m=0.6m0.6m=0.36m=0.78W/mt =t =-20,t +t20+t =0=2.4410/m222nniiiAAKqq qqWttqttq2-9.已

12、知 條 件 ：，（），20 C，C， 求（ -20）解 ：C， 查 表 得 ：（K）由 公 式得 :21222110( 20)116.53/0.0060.0080.0060.780.02440.7820( 20)=5200/0.0060.78WmttqWm 同 理 ：16油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程1112222211121=0 .3 61 1 6 .5 34 1 .9 5= A= 0 .3 65 2 0 0 = 1 8 7 2=5 2 0 0= 4 4 .6 21 1 6 .5

13、 3qA qWqWA qA qqq17油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程2-14 外徑為 100mm 的蒸氣管道，覆蓋密度為 20kg/m3的超細(xì)玻璃棉氈保溫。已知蒸氣管道外壁溫度為400，希望保溫層外表面溫度不超過 50。且每米長管道上散熱量小于 163W，試確定所需的保溫層厚度。18油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程31oo122-o=100mm=0.1m=20kg/mt

14、=400t =50163,40050t2252=0.033+0.00230.0330.0023225=0.08475/dWdltWm K2-14.已知條件：，C，C，求解：保溫材料的平均溫度為C由附錄表查得對應(yīng)溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)為19油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程212121221dl ndt=22l n()23 . 1 40 . 0 8 4 7 5( 4 0 05 0 )1 6 3d= 0 . 3 1 md- d0 . 3 10 . 1=0 . 1 0 522Rldttdlm 由公

15、式解得：20油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程2-26 附圖所示儲罐用厚為 20mm 的塑料制成，其導(dǎo)熱系數(shù) = 1.5W /(mK) ，儲罐內(nèi)裝滿工業(yè)用油，油中安置了一電熱器， 使罐的內(nèi)表面溫度維持在 400K。 該儲罐置于tf 為25的空氣中， 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為 10W/(m2K) 。r0= 0.5m, l= 2.0m。試確定所需的電加熱功率。21油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲

16、運(yùn)工程o212002221= 2 0 c m = 0 .2 m= 1 .5/ () ,4 0 0,2 52 9 8,1 0/ () ,0 .7,0 .5,2 .0,111=-4rr0 .7 - 0 .5=0 .0 3 0 (/)43 .1 41 .50 .50 .7t=0 .7ln ()ln0 .5=0 .0 1 8223 .1 41 .52fWmktKtKhWmkrmrmlmmkWRddl 球筒2 - 2 6 . 已 知 ：，C求 P解 ：R2(/)mkW22油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油

17、氣儲運(yùn)工程22f21f1111=+0 .0 3 00 .0 1 8=0 .0 1 1 2 5(/)0 .0 3 00 .0 1 8110 .1(/)1 0=+= 0 .0 1 1 2 5 + 0 .10 .1 1 1 2 5(/)t=:t -tt4 0 0 -2 9 8= 9 1 70 .1 1 1 2 5fRRRRRRmkWRRRmkWhRRRmkWRPWRR球筒球筒球筒總總總又球 筒 熱 阻 與 球 壁 熱 阻 是 并 聯(lián) 的滿 足由得23油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程3-10

18、 一熱電偶熱接點(diǎn)可近似地看成為球形，初始溫度為 25，后被置于溫度為 200地氣流中。問欲使熱電偶的時(shí)間常數(shù)c=1s 熱接點(diǎn)的直徑應(yīng)為多大？已知熱接點(diǎn)與氣流間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為 350W/(m2 K)，熱接點(diǎn)的物性為：=20W/(m k)，c= 400J /(kg k)， = 8500kg/m3，如果氣流與熱接點(diǎn)之間還有輻射換熱，對所需的熱接點(diǎn)直徑有何影響？熱電偶引線的影響忽略不計(jì)。24油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程 c4-4-4v1cv=1350=1.0291038500400=0

19、.617mmih3501.02910i =0.00180.033320chAhVRmAcBVAB3-10.解： 由于熱電偶的直徑很小，一般滿足集中參數(shù)法，時(shí)間常數(shù)為：故熱電偶的直徑:d=2R=231.02910驗(yàn)證數(shù)是否滿足集中參數(shù)法故滿足集中參數(shù)法條件25油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程 cc2hcv=hAVA若接點(diǎn)與氣流間存在輻射換熱，則總表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)（包括對流和輻射）增加，由知，保持不變，可使增加，即熱接點(diǎn)直徑增加。26油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstora

20、geandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程3-13 一塊厚 20mm 的鋼板，加熱到 500 后置于 20 的空氣中冷卻。設(shè)冷卻過程中鋼板兩側(cè)面的平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為 35W/(m2 K)，鋼板的導(dǎo)熱系數(shù)為 45W /(m K) ，熱擴(kuò)散率為1 .37105 m2/s 。試確定使鋼板冷卻到空氣相差 10 時(shí)所需的時(shí)間。27油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程oo02563-500=20mm=0.02m,=t =500,20235/ (),45/

21、(),1.37 10 ,h350.01i=0.00780.14545=c=3.28 10/ ()c1.37 10t=expthWmkWm kBJmkthAttcv3-13.已知：=0.01m，CC，求解：由題意得滿足集中參數(shù)法由公式603020lnln3.28 100.0150020363335cvshA28油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程3-16 在熱處理工藝中，用銀球試樣來測定淬火介質(zhì)在不同條件下的冷卻能力。今有兩個(gè)直徑為20mm 的銀球，加熱到650 后被分別置于20 的盛有靜

22、止水的大容器及20的循環(huán)水中。用熱電偶測得，當(dāng)因球中心溫度從650 變化到450時(shí)，其降溫速率分別為180/s 及360/s。試確定兩種情況下銀球表面與水之間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。已知在上述溫度范圍內(nèi)銀的物性參數(shù)為c= 262J /(kg k)、 =10500kg /m3、360W/(m k）。29油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程 ooo10o320o11650,20,180/,360/,10500/262/,360/1h= exp-,0.00333180,=1.11dttsddtskgm

23、dcJkg kwm khAVRmcvAdtsd 3-16.已 知 ： tCCCC解 ： 表 面 傳 熱 系 數(shù) 未 知 先 假 定 滿 足 集 中 參 數(shù) 法條 件靜 水 冷 卻 情 況 下 ，由 公 式又C 解 得30油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程011211ln45020ln105000.0033262650203123.71/1.113123.71 0.00330.0290.0333360cvhAWmkVhABi 滿足集中參數(shù)法31油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&g

24、asstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程200222022222= e x p,0 .0 0 3 333 6 00 .5 6ln4 5 02 01 0 5 0 02 6 20 .0 0 3 3ln6 1 9 1 .6 4 w /6 5 02 00 .5 66 1 9 1 .6 40 .0 0 3 30 .0 5 70 .0 3 33 6 0h Ac vVRmAd tCsdc vhAmkVhAB i 循 環(huán) 水 冷 卻 中 情 況 下 ：由 公 式又第 二 種 循 環(huán) 水 冷 卻 情 況 不 滿 足 集 中 參 數(shù) 法 。32油氣儲運(yùn)工

25、程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程5-12 已知：1.013105 Pa、100的空氣以 v=100m/s 的速度流過一塊平板，平板溫度為 30。 求：離開平板前緣3cm 及6cm 處邊界層上的法向速度、流動邊界層及熱邊界層厚度、局部切應(yīng)力和局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)、平均阻力系數(shù)和平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。33油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程12twxfof3262626160.03x =0.06mh

26、ht10030t=6522=1.0445/,102.93/ (),10 =19.495m / ,1027.9/19.495 1010.03,Pr0.69927.9 10wmCtkgmWm ks amkxm分別求當(dāng)x與下的 ，解：由題意得:定性溫度C由附錄表算得：當(dāng)5121.01310,100,100/,30,30.03,60.06ofowppa tC umstCxcmmxcmm5-12.已 知 ：34油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程556121542131443212521 0 00

27、 .0 3R e1 .5 41 051 01 9 .4 9 51 00 .0 3=50 .0 3(1 .5 41 0)3 .8 21 0( 2 )P r0 .6 9 93 .8 21 04 .3 11 00 .3 2 3(3 )R e0 .3 2 31 .0 4 4 51 0 0(1 .5 41 0)8 .8 4xxtwxuxxmmmuN處 為 層 流（ 1 ）5 x R e35油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程11321123212,0.031532_115320.030.03113

28、20.03(4)0.332 RePr0.332RePr112.93/ ()(5)1.328 (Re)1.328(1.5410 )3.3810(6)0.664(Re)Pr ,(Re510 ,0.6Pr50)0.664(Re)Pr0.664(xxxxf mlNuhWmkxchlNuhl11523221.5410 )0.6992.9310225.86/ ()0.03Wmk36油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程6165526212215421314431 9 .4 9 51 020 .0 6,

29、 P r0 .6 9 92 7 .91 01 0 00 .0 6R e3 .0 81 051 01 9 .4 9 51 00 .0 6=50 .0 6( 3 .0 81 0)5 .4 11 0( 2 )P r0 .6 9 95 .4 11 06 .0 91 0( 3 )xxtwxmuxxmmm當(dāng)處 為 層 流（ 1 ）5 xR e212520 .3 3 2R e0 .3 3 21 .0 4 4 51 0 0( 3 .0 81 0)6 .0 8xuP a37油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)

30、工程12,0.061532_2115320.060.061152322(5)1.328 (Re)1.328 (3.08 10 )2.40 10(6)0.664(Re) Pr ,(Re5 10 ,0.6Pr50)0.664 (3.08 10 )0.6992.93 10159.71/ ()0.06f mlch xNuhWmk38油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程6-1 已知：在一臺縮小成為實(shí)物 1/8 的模型中，用 20 的空氣來模擬實(shí)物中平均溫度為 200 空氣的加熱過程。實(shí)物中空氣的平

31、均流速為 6.03m/s，問模型中的流速應(yīng)為若干？若模型中的平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為195W/(m2 K)，求相應(yīng)實(shí)物的值，在這一實(shí)物中，模型與實(shí)物中流體的Pr數(shù)并不嚴(yán)格相等，你認(rèn)為這樣的?；瘜?shí)驗(yàn)有無實(shí)用價(jià)值。39油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程6-1.解： 根據(jù)相似理論，模型與實(shí)物中的Re 應(yīng)相等,空氣在200C和2000C時(shí)的物性參數(shù)200C2000C由又得:上述?；瘜?shí)驗(yàn)，雖然模型與流體的Pr數(shù)不嚴(yán)格相等，但十分相近，這樣的?；瘜?shí)驗(yàn)是有實(shí)用價(jià)值的。 62211622221 12 212

32、12122112112212215.06 10/ ,2.59 10/,Pr0.70334.85 10/ ,3.93 10/,Pr0.68015.06/34.8513.9336.99/82.59vmsw m kvmsw m ku lu lvvvluum svlNuNulhhwml k40油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程6-4 已知：對于常物性流體橫向掠過管束時(shí)的對流換熱，當(dāng)流動方向上的排數(shù)大于 10 時(shí)，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，管束的平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) h 取決于下列因素：流體速度 u ；流體物性 、

33、 、 、 c p ；幾何參數(shù) d、 s1、 s2 。 求：試用量綱分析法證明，此時(shí)的對流換熱關(guān)系式可以整理為： Nu = f (Re、Pr、 s1 / d、 s2 / d )41油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程解：基本物理量有 h、 u、 、 、 、 C p 、 d、 s1、 s2 、共九個(gè)，基本量綱有 4 個(gè)（時(shí)間 T、長度 L、質(zhì)量 M、溫度 Q）， n=9， =7。方程有五組，選取u, d, h 為基本物理量，得：42油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorag

34、eandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程111112222233333444441555552abcdabcdabcdabcdabcdh ududc p uds udsud 43油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程13m inm in11m in13m in1m in111113131111111122223223222223313233332333334444,cdcacdabcdcdcacdabcdcdcacdabcdcdcdhM QTdd

35、LdM LTdM L QTduL TMQTLMQTLMQTLMQT 4344144445555355155555acdabcdcdcacdabcdLMQTL44油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程上式等號左邊為無量綱量，因此等號右邊各量綱的指數(shù)必為零（量綱和諧原理），故得：22211111111111111222222222221011003300011+ c + d = 00c = 01301301cdccdacdaabcdbcdacdaabcdb 45油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil

36、&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程333533333333333444444444444445555555555550110123002000000300101000030010cdccdacdaabcdbcdccdacdaabcdbcdccdacdaabcd 51b46油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程112212120110111200113010401005= hR e/P r,R e, P r,ppp

37、ndudN uududcCudssuddssuddu dcssssN ufdd 1因 而 得 ：因 此 h=f的 關(guān) 系 式 可 轉(zhuǎn) 化 為 ：47油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程飽和水蒸氣在高度 l1.5m 的豎管外表面上作層流膜狀凝結(jié)。水蒸氣壓力為 p= 2.5105pa管子表面溫度為123。試?yán)门麪柗治鼋庥?jì)算離開管頂為0.1m、0.2m、0.4m、0.6m 及1.0 m 處的液膜厚度和局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。7-548油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorage

38、andtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程5123455o130120osw12.510,123,15,0.1,0, 2,0.4,0.6,1.02.510,10127.2130120r=2181.8kJ/kg,t +t127.2+123t=125229ooowCCsssppa tC lm xmxm xm xm xmppapppptt7-5.已 知 條 件 ：解 ：查 附 錄得推 算 出 tC同 理 推 算 出定 性 溫 度 ：C查 附 錄 得 液 膜 的 物 性 參 數(shù)o30120-2-63130125125120=68.610/ (m k)=227.6

39、10kg / (),939/oCCWm skgm推 算 出同 理 得 ：49油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程1/4262231/4161/41/423x3264()=4227.61068.610127.21239.89392181.8101.39134100.000108607gh =4 ()9.82181.81093968.6104swllswttxgrxxxrttx 由凝結(jié)傳熱液膜厚度公式：由公式1/41/4156123451.59170710227.610(127.2123)0

40、.1,0.2,0.4,0.6,1.0 xxxm xm xm xm xm將代入上式得：50油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程2/xhW mk()mm()x m51油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程試確定一個(gè)電功率為100W 的電燈泡發(fā)光效率。假設(shè)該燈泡的鎢絲可看成是2900K 的黑體，其幾何形狀為2mm5mm的矩形薄片。8-852油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gass

41、torageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程1124b012b-b-1p = 1 0 0 WT = 2 9 0 0 KS = 2 m m5 m m ,0 .7 6,0 .3 80 .3 80 .7 6m=-1 0 0= 0 .7 6m2 9 0 0= 2 2 0 4m= 0 .3 8m2 9 0 0=1 1 0 2m0 .1 2 0 0 2 -0 .=2 3 0 0 -2 2 0 4mmTECTKKTKKFF（ 0）（ 0）8 - 8 . 已 知 條 件 ：，解 ： 由 題 意 得 可 見 光 的 波 長 范 圍 是， 由 表 8 1 得由 比

42、 例 關(guān) 系 得 ：122200b-b-b-00b-1 0 0 8 8=1 0 .1 62 2 0 4 -2 2 0 00 .0 0 2 1 3-0 .0 0 0 9 1=0 .0 9 31 2 0 0 -1 1 0 21 1 0 2 -1 1 0 0FFFF（ 0）（ 0）（ 0）（ 0），53油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程1221121212b-b-40b-b-0040b-b-40b-b-10010010010010.16bbbEFEFFETCFFEETCFFTCFF （ 0）

43、（ 0）（ 0）（ 0）（ 0）（ 0）（ 0）（ 0）54油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程 一漫射表面在某一溫度下的光譜輻射強(qiáng)度與波長的關(guān)系可以近似地用附圖表示，試：（1） 計(jì)算此時(shí)的輻射力；（2） 計(jì)算此時(shí)法線方向的定向輻射強(qiáng)度，及與法線成600角處的定向輻射強(qiáng)度。8-1755油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-622162226223b01 01 52 012351 0

44、1 51 01 52 0-6-651 01 5= 5 01 0/ ()5 0/ (),1 5 01 0/ ()1 5 0/ (),5 01 0/ ()5 0/ ()=+5 01 01 5 01 0+5 0bEWmmWmmEWmmWmmEWmmWmmEdEdEdEddd8 - 1 7 . 已 知 條 件 ：解 : ( 1 ) 由 公 式 E得 ：E-6321 01 .2 51 0/dWm56油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程bbb2o2=1250= 397.89/IIIIEIWm (2)

45、由 公 式 E又 因 為 對 于 漫 射 體 來 說 定 向 發(fā) 射 率 與 方 向無 關(guān) ，為 常 數(shù) ，即為 常 數(shù)所 以 此 時(shí) 法 線 方 向 的 定 向 輻 射 強(qiáng) 度以 及 與 法 向 成 60 角 處 的 定 向 輻 射 強(qiáng) 度 都 為 定 值397.89W/m57油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程9-38oo-10cm15cm0.8兩個(gè)同心圓筒壁的溫度分別為 196 C及30 C，直徑分別為及，表面發(fā)射率均為。試計(jì)算單位長度圓筒體上的輻射傳熱量，并畫出此時(shí)輻射傳熱的網(wǎng)絡(luò)

46、圖。58油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程 oo1212121,221122244b04110= -1 9 6= 7 7= 3 0= 3 0 3= 0 .8d = 0 .1md= 0 .1 5 m113 .1 40 .110 .3 1 43 .1 40 .1 510 .4 7 1-=1 0 0= 5 .61 0 0lbKKXAd lmAd lmTTE已 知 條 件 ： TC， TC，求解 ：由 斯 特 凡波 爾 茲 曼 定 律 ETC得 ：C4244222070 .7 7=1 .9 9

47、/= 5 .6 73 .0 3= 4 7 7 .9 2/1 0 0bWmTEWmC59油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程121,2121111,2221,2-=1111.99-477.92=-105.491-0.811-0.8+0.80.3140.31410.80.471bbEEAA XAW由 兩 個(gè) 漫 灰 表 面 組 成 的 封 閉 腔 的 輻 射 傳 熱 公 式得 ：60油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationenginee

48、ring 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程10-13 o2o2oo21-211t= 20t=503kg/s10060k=350/123WmK一 臺型 殼 管 式 換 熱 器 用 來 冷 卻號號 潤 滑 油 。 冷 卻 水 在 管 內(nèi) 流 動 ，C，C， 流 量 為； 熱 油 入 口 溫 度 為C， 出 口 溫 度 為C，。試 計(jì) 算 ：油 的 流 量所 傳 遞 的 熱 量所 需 的 傳 熱 面 積61油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程 o111o222111222222111t+t60+100

49、=802211c =2148/t+t50+20=35229c =417437/214810060mmmmTJkgKTTJkgKqctqctqctqkgsct解 ： 11號 潤 滑 油 的 定 性 溫 度 TC由查 附 錄得飽 和 水 的 定 性 溫 度C由查 附 錄得62油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering 油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程 222om in12om ax12om inm axmctfm inm ax22122= 3417450-20= 375.663t=t-t= 60-20= 40t=t-t=100-50=50t-t40-50t= 44.8lnttln40 50t-t50-20= 0.375100-20t-tmqctK WP所 傳 遞 的 熱 量CC由 對 數(shù) 平 均 溫 差 的 公 式 得 ：（）C1122ommctf32mt-t100-60=1.33350-20t-t10-23=t=t= 0.944.8= 40.32375.6610= 26.62m35040.32ktR 由 圖查 得0.9（）C63油氣儲運(yùn)工程油氣儲運(yùn)工程-Oil&gasstorageandtransportationengine