傳熱學(xué)課后作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)答案

1、傳熱學(xué)課后作業(yè)答案作者:日期: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/m.k,內(nèi)外壁溫分別是520c及50C。試計(jì)算通過(guò)爐墻的熱損失。如果所燃用的煤的發(fā)熱量是2.09X104kJ/kg,問(wèn)每天因熱損失要用掉多少千克煤？解：根據(jù)傅利葉公式A tQ 每天用煤24 36001.04 20 (520 50) 75.2KW0.1375.22.09 104310.9Kg /d1-12在一次測(cè)定空氣橫向流過(guò)單根圓管的對(duì)流換熱實(shí)驗(yàn)中，得到下列數(shù)據(jù)：管壁平均溫度tw=69C,空氣溫度tf=20C,管子外徑d=14mm,加熱段長(zhǎng)80mm,輸入加熱段的功率8.5w,如果全部熱量通

2、過(guò)對(duì)流換熱傳給空氣，試問(wèn)此時(shí)的對(duì)流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)多大？解：根據(jù)牛頓冷卻公式q2rlhtwtfdtw tf =49.33W/(m2.k)所以h-1-18宇宙空間可近似地看成為0K的真空空間。一航天器在太空中飛行，其外表面平均溫度為250C,表面發(fā)射率為0.7,試計(jì)算航天器單位表面上的換熱量。_48244解：qT=0.75.6710W/(m.K)250155W/m21-30設(shè)圖1-4所示壁面兩側(cè)分別維持在20c及0C,且高溫側(cè)受到02.八流體的加熱，0.08m,3100ch200W/(m.K),過(guò)程是穩(wěn)態(tài)的，試確定壁面材料的導(dǎo)熱系數(shù)。解:qh1 tf1 tw1 tw1tw2h1 ttw1fltt

3、w1w2=64W/(m.K)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20c及-20C,內(nèi)表面的自然對(duì)流換熱表面系數(shù)為W,外表面強(qiáng)制對(duì)流換熱表面系數(shù)為50W/(m.K)。玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)0.78W/(m.K)。試確定通過(guò)玻璃的熱損失。T11解.h1AAh2A=57.5W2-4一烘箱的爐門(mén)由兩種保溫材料A及B組成，且a2b(見(jiàn)附圖)。已知a0.1W/(m.K),b0.06W/(m.K),烘箱內(nèi)空氣溫度tfi400c，內(nèi)壁面的總表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)hi50W/(m.K)。為安全起見(jiàn)，希望烘箱爐門(mén)的外表面溫度不得高于50Co設(shè)可把爐門(mén)導(dǎo)熱作為一維問(wèn)題處理，試決定所需保溫材

4、料的厚度。環(huán)境溫度tf225C,外表面總傳熱系數(shù)一一2h29.5W/(m.K)。tfltfwqhitfith2ttf2AB解：熱損失為AB又tfw50C；AB聯(lián)立得a0.078m;b0.039m2-12在某一產(chǎn)品的制造過(guò)程中，厚為1.0mm的基板上緊貼了一層透明的薄膜，具厚度為0.2mm。薄膜表面上有一股冷卻氣流流過(guò)，其溫244度為20C,對(duì)流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為40W/(m.K)。同時(shí)，有一股輻射能透過(guò)薄膜投射到薄膜與基板的結(jié)合面上，如附圖所示?；宓牧硪幻婢S持在溫度ti30Co生成工藝要求薄膜與基板結(jié)合面的溫度t060C,試確定輻射熱流密度q應(yīng)為多大？薄膜的導(dǎo)熱系數(shù)f0.02W/(m.K),

5、基板的導(dǎo)熱系數(shù)s0.06W/(m.K)。投射到結(jié)合面上的輻射熱流全部為結(jié)合面所吸收。薄膜對(duì)60C的熱輻射是不透明的。60 300.00i60 30 i800W/m2qqqz解：根據(jù)公式qKt得0.06i260203-ii42.8W/m2i0.2i0q q2942.8W/m22.22 i0 3 。導(dǎo)線400.022-i6一根直徑為3mm的銅導(dǎo)線，每米長(zhǎng)的電阻為2 l(tit2)2 i 0.i565 0ln(r2 /ri)In 2.5/i.5ii9.8W外包有厚為imm導(dǎo)熱系數(shù)為0.i5W/(m.K)的絕緣層。限定絕緣層的最高溫度為65C,最低溫度為0C。試確定在這種條件下導(dǎo)線中允許通過(guò)的最大電流

6、。Q2lq解：根據(jù)題意有：ii9.86I2R解得：I232.36A2-27人的眼睛在完成生物功能過(guò)程中生成的熱量要通過(guò)角膜散到周?chē)h(huán)境中，具散熱條件與是否帶有隱性眼鏡片有關(guān)，如附圖所示，設(shè)角膜及隱性鏡片均呈球狀，且兩者間接觸良好，無(wú)接觸熱阻。角膜及鏡片所張的中心角占了三分之一的球體。試確定在下列條件下不戴鏡片及戴鏡片時(shí)通過(guò)角膜的散熱量：r1=10mm,r2=12.5mm,%=16.3mm,tfi=37tf020C,hi=12W/(m2.K),h0=6W/(m2.K),1 =0.35 W/(m.K)2=0.8 W/(m.K)R解：不戴鏡片thi Aho Ao所以o0.109W有效熱量0.0363

7、W戴鏡片時(shí)11hoAo所以0.108W即散熱量為1o 0.036W32-35 一圓筒體的內(nèi)外半徑分別為 熱系數(shù)與溫度關(guān)系可表示為 (t)ri及。，相應(yīng)的壁溫為七及卜，其導(dǎo) 0(1忖)的形式，式中及t均為局部值。試導(dǎo)出計(jì)算單位長(zhǎng)度上導(dǎo)熱熱流量的表達(dá)式及導(dǎo)熱熱阻的表達(dá)式。2-39試建立具有內(nèi)熱源x,變截面，變導(dǎo)熱系數(shù)的一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問(wèn)題的溫度場(chǎng)微分方程式(參考附圖)。解：一維代入微分方程式為2-55用一柱體模擬汽輪機(jī)葉片的散熱過(guò)程。柱長(zhǎng)9cm,周界為7.6cm,截面積為1.95cm2,柱體的一端被冷卻到350c(見(jiàn)附圖)。815c的高溫燃?xì)獯颠^(guò)該柱體，假設(shè)表面上各處的對(duì)流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)是均2.勻

8、的，并為28W/(m水)。柱體導(dǎo)熱系數(shù)55W/(m.K),肋端絕熱。試:計(jì)算該柱體中間截面上的平均溫度及柱體中的最高溫度；冷卻介質(zhì)所帶走的熱量。解.(1)mvhp/Ac14.09chmxm0又肋片中的溫度分布chmh0tot510c所以中間溫度x=H時(shí)221c因肋片截面溫度沿高度方向逐步降低所以當(dāng)x=H時(shí)最大0maxchmH=265.6C(2)熱量由冷卻介質(zhì)帶走h(yuǎn)px00thmH65.7Wm2-67對(duì)于矩形區(qū)域內(nèi)的常物性，無(wú)內(nèi)熱源的導(dǎo)熱問(wèn)題，試分析在下列四種邊界條件的組合下，導(dǎo)熱物體為銅或鋼時(shí)，物體中的溫度分布是否一樣：(1)四邊均為給定溫度；(2)四邊中有一個(gè)邊絕熱，其余三個(gè)邊均為給定溫度；

9、(3)四邊中有一個(gè)邊為給定熱流(不等于零)，其余三個(gè)邊中至少有一個(gè)邊為給定溫度；(4)四邊中有一個(gè)邊為第三類(lèi)邊界條件。解：(1一樣，因?yàn)閮煞N情況下的數(shù)學(xué)描寫(xiě)中不出現(xiàn)材料物性值；(2)一樣，理由同上;(3)不一樣，在給定熱流的邊上，邊界條件中出現(xiàn)固體導(dǎo)熱系數(shù);(4)不一樣，在第三類(lèi)邊界條件的表達(dá)式中出現(xiàn)固體導(dǎo)熱系數(shù)。2-71兩塊不同材料的平板組成如附圖所示的大平板。兩板的面積分別為AA,導(dǎo)熱系數(shù)分別為1,2。如果該大平板的兩個(gè)表面分別維持在均勻的溫度J%,試導(dǎo)出通過(guò)該大平板的導(dǎo)熱熱量計(jì)算式。解：Ri/A1i；R2/A22R1.R2R熱阻是并聯(lián)的，因此總熱阻為RiR2A1A22tt2t1A11A2

10、2Q-導(dǎo)熱總熱量：R2-78為了估算人體的肌肉由于運(yùn)動(dòng)而引起的溫開(kāi)，可把肌肉看成是半徑為2cm的長(zhǎng)圓柱體。肌肉運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的熱量相當(dāng)于內(nèi)熱源，設(shè)5650W/m3。肌肉表面維持在37Co過(guò)程處于穩(wěn)態(tài)，試估算由于肌2肉運(yùn)動(dòng)所造成的最大溫升。肌肉的導(dǎo)熱系數(shù)為0.42W/(m-K)o解：如右圖所示，一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱方程dtr drdtr 0, Idr2t 40,CiCitotwtmaxdtdrCir19r dr2 r4dt rdrdtr drC20；R,twR24C2C2R24R24tw,最大溫度發(fā)生在r=0處,R25650 0.02244 0.421.35 Co3-13一塊厚20mmi勺鋼板，加熱到5000

11、c后置于200C的空氣中冷卻2設(shè)冷卻過(guò)程中鋼板兩側(cè)面的平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為35W/(mK),鋼板的導(dǎo)熱系數(shù)為45W/(m2K),若擴(kuò)散率為1.375105m2/so試確定使鋼板冷卻到空氣相差100C時(shí)所需的時(shí)間。八 ，一Bi解：由題息知hA0.0078 0.1故可采用集總參數(shù)法處理。由平板兩邊對(duì)稱(chēng)受熱，板內(nèi)溫度分布必以其中心對(duì)稱(chēng)，建立微分方程，引入過(guò)余溫度，則得：cvdhA0d(0)tt0解之得:exp(hA 、/)exX cvc(V/A)h)exp(一當(dāng)100C時(shí)，將數(shù)據(jù)代入得，=3633s3-22某一瞬間，一無(wú)內(nèi)熱源的無(wú)限大平板中的溫度分布可以表示成t1=C1X2+C2的形式，其中C1、C2

12、為已知的常數(shù)，試確定:(1)此時(shí)刻在x=0的表面處的熱流密度(2)此時(shí)刻平板平均溫度隨時(shí)間的變化率，物性已知且為常數(shù)。解：dl2Gxdx,八dt,八qx0 x00dxdt,(2)qx-x2c1dx由能量平衡：dtcAqxAd則或空2CidcA20cm初溫為20 C的值，t100 C,柱體中心333、已知：一黃銅柱體，d溫度在10min內(nèi)上升到80C.解：由附錄5得a”93.43105m2/s,801000.25,c84403770201003J3.431026002.06,由附錄2圖1查得Bi0.4,R0.1109 0.40.1436W /(m2 K).3-41一鋼球直徑為10cm,初溫為25

13、00C,后將其置于溫度為100C的2油浴中。設(shè)冷卻過(guò)程中的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)可取為200W/(mK),問(wèn)欲使球心溫度降低到1500c需要經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間，此時(shí)球表面的溫度為多少？球的導(dǎo)熱系數(shù)為44.8W/(mk),熱擴(kuò)散率為1.229105m2/s解：Bi hR 200 0.05 0.223244.8由近似計(jì)算:1= 0.86265, A1.0683m 圖工 0.58330250Fo10Foln(-m)A c20- 0.812831165.3s乂 sin 110.8805r m 0.8805 1400.8805123.30CtRr tf 123.3 10133.30C3-51、已知：要在寒冷地區(qū)埋設(shè)水管

14、，把地球簡(jiǎn)化成半無(wú)限大的物體,冬天用較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)地球表面突然處于較低的平均溫度這樣一種物理過(guò)程來(lái)模擬。某處地層的a1.65107m2/s,地球表面溫度由原來(lái)均與的150C突然下降到-200C,并達(dá)50天之久。求：估算為使埋管上不出現(xiàn)霜凍而必須的最淺埋設(shè)深度。解：埋管的深度應(yīng)使五十天后該處的溫度仍大于等于零度。tx,tx020,由誤差函數(shù)表查得2：a-0.56x0.5714因而得10tx1520所以x20.26va-20.56,1.65102502436000.946mo3-63、已知：一固體球，d 10mm,33200kg / m ,18W/ m Kc1200J/kgK,初溫為450854J,然

15、后進(jìn)行兩步冷卻：第一步，2t250C,h10W/mK,球的中心溫度降到3500C；第二步,2t25C,h6000W/mK,球的中心溫度降到50C。求：每一階段冷卻所需時(shí)間及該階段中球體所釋放出的熱量。解15、叩WAuVMl1皿二二總工叫E-q溫度計(jì)算Bi?第一階段，hR100.0052777181030.1,可用集總參數(shù)法。hFF0emtm25hF10cV12003200631.56251030.01045025350250.764745025,所以0.7647_31.5625103e,0.26831.56251030.2683331030.1717103171.7s1.5625mtm2550

16、25045025450250.07692rhR60000.005/Bi1.66718Ae012FofBi0.31912.667Aab1e1.00030.98581e1.00030.985810.58751.40692b1aBi0.098810.27791.6673.766411.94070.076921.40693.7663Foe所以02.5650.34143.7663Fo,Fo2.5650.34143.76630.7717aFo2R218/3200120020.00520.77172_0.0050.77174.68751064.12so換熱量計(jì)算?第一階段:cd3Qi6ct03.140.01

17、332001200450350201JQ21Qo2Ae1BacBi1.02950.19531.6671bBi10.68411.6671.02950.32560.651411.08041.4096e3.7663Fo0.65141.4096e3.76630.77170.65141.40960.065140.65140.04968,Q2Q010.049680.9503Q00.9503d3一c3506250.9503 653.12 621Jo4500c降溫到250C所釋放的33.140.010.950332001200325=6作為一種驗(yàn)算，比較上述換熱量與球從熱量:從4500c250cQ0QiQ2

18、201 621 822J854J。3.14106c4502532001200425854J6。4-5、試將直角坐標(biāo)中的常物性無(wú)內(nèi)熱源的二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱微分方程化為顯式差分格式，并指出其穩(wěn)定性條件（解：常物性無(wú)內(nèi)熱源二維非穩(wěn)態(tài)方程微分方程為t2t2ta22xy擴(kuò)散項(xiàng)取中心差分，非穩(wěn)態(tài)項(xiàng)取向前差分：tni 1 tniti 2ti t itn 1 tn tn 12xt；12ti titn tn 12 y所以有j 1tn a穩(wěn)定性條件12 yFo xtn 1F。ytn1/22atn4-10、等截面直肋，高H,厚面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h,肋片導(dǎo)熱系數(shù)為，肋根溫度為t0 ,流體溫度為tf ,表。將它均分成4個(gè)節(jié)點(diǎn)（見(jiàn)附

19、圖），設(shè)20 C,y* 4-IC時(shí)型解：采用熱平衡法可列出節(jié)點(diǎn)2、3、4的離散方程為:并對(duì)肋端為絕熱及為對(duì)流邊界條件（h同側(cè)面）的兩種情況列出節(jié)點(diǎn)2,3,4的離散方程式H=45cm,10mm，hsow/1.K）,=50w/（m.K）,t0100C,tft t2節(jié)點(diǎn)2:x2h x t2 tf 0*計(jì)算節(jié)點(diǎn)2,3,4的溫度（對(duì)于肋端的兩種邊界條件）節(jié)點(diǎn)3:節(jié)點(diǎn)4:肋端絕熱肋端對(duì)流Hxt3 t4xt3 t4x2h x t3 tf 0*h x t4 tf 0h x t4tf ht4 tf 0o其中x肋端絕熱將已知條件代入可得下列兩方程組:t32.045t2100.9 0肋端對(duì)流t3t32.045t31

20、.0225t42.045t2t4 0.9 00.45 0100.9 0由此解得:2.045t31.0375t4肋端絕熱肋端對(duì)流t2t4 0.90.8 092.20Ct2 91.50Ct3t387.70C86.20Ct4 86.20 C .t4 83.80 Co從動(dòng)肋端對(duì)流換熱的條件使肋端溫度更接近于流體溫度。5-1、對(duì)于流體外標(biāo)平板的流動(dòng)，試用數(shù)量級(jí)分析的方法,量方程引出邊界層厚度的如下變化關(guān)系式:解：對(duì)于流體外標(biāo)平板的流動(dòng)，其動(dòng)量方程為:2udxv2xy根據(jù)數(shù)量級(jí)的關(guān)系，主流方的數(shù)量級(jí)為1,y方線的數(shù)量級(jí)為則有從上式可以看出等式左側(cè)的數(shù)量級(jí)為1級(jí)，那么，等式右側(cè)也是數(shù)量級(jí)為1級(jí),為使等式是數(shù)

21、量級(jí)為1,則v必須是2量級(jí)。1111Rexux1111LL量級(jí)1兩量的數(shù)量級(jí)相同，所以x與Rex成比例5-2、對(duì)于油、空氣及液態(tài)金屬，分別有PrPrPr試就外標(biāo)等溫平板的層流流動(dòng)，畫(huà)出三種流體邊界層中速度分布和溫度分布的大致圖象（要能顯示出與x的相對(duì)大?。?。解：如下圖：5-9、已知：20c的水以2m/s的流速平行地流過(guò)一塊平板，邊界層內(nèi)的流速為三次多項(xiàng)式分布求：計(jì)算離開(kāi)平板前緣10cm及20cm處的流動(dòng)邊界層厚度及兩截面上邊界層內(nèi)流體的質(zhì)量流量（以垂直于流動(dòng)方向的單位寬度計(jì)）。解：20c的水v1.006106m2/su2m/scux20.01(1) x=10cm=0.1mRex-6v1.001

22、06=19880.72小于過(guò)渡雷諾數(shù)Rex.按（522）4.64 廣4.641.006 10 6 0.13uym ud y0 yUdy uHdy ur3 y u 02-d)3dy,2kg / mU；4yr)0一8 =998.258=1.298(2) x=20cm=0.2mRex0.021.006 10 6 =39761.43（為盡流）4.641Vx1.006 10 6 0.024.64一 1.4710 3mm 0uxdy5998.2 2 81.834kg / m26-8、已知：一常物性的流體同時(shí)流過(guò)溫度與之不同的兩根直管1與2,且d12d2,流動(dòng)與換熱已處于湍流充分發(fā)展區(qū)域。 TOC o 1-

23、5 h z 求：下列兩種情形下兩管內(nèi)平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的相對(duì)大小：（1）流體以同樣流速流過(guò)兩管：（2）流體以同樣的質(zhì)量流量流過(guò)兩管。解：設(shè)流體是被加熱的，則以式（5-54）為基礎(chǔ)來(lái)分析時(shí)，有:0.40.60.4Cpu0.4 0.2h對(duì)一種情形,Ui u2 , d1 2d2 ,故:hh20.8. 0.25d10.8. 0.2u2d2Ui20.80.2d1d20.81.8f11u1d2f22u2d11.81228.7%o若流體被冷卻，因Pr數(shù)不進(jìn)入h之比的表達(dá)式，上述分析仍有效。6-19、已知：水以1.2m/s平均速度流入內(nèi)徑為20mm勺長(zhǎng)直管。（1）管子壁溫為75C,水從20c力口熱至U70C;（

24、2）管子壁溫為15C,水從70c冷去降U20Co求：兩種情形下的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，并討論造成差別的原因。解：w1.2m/sd0.020m1-(2070)45cRefNufud 1.2 0.02v0.675 10 60.80.40.023Ref P39506.170.023 39506.170.8 3.9520.4 189.05hmNud_219.05 64.15 102 6063.77W /(m k)0.02Nu0.023Q0.8Pr0.3 0.023 39506.17.8 3.92503164.896hm- _2164.896 64.15 102 , x 5289.05W /(m k)0.02因

25、為加熱，近壁處溫度高，流體粘度減小，對(duì)傳熱有強(qiáng)化作用,冷卻時(shí)，近壁處溫度低，流體粘度增加，對(duì)傳熱有減弱作用6-26、已知：一摩托車(chē)引擎的殼體上有一條高 2cm、長(zhǎng)12cm的散熱片（長(zhǎng)度方向與車(chē)身平行）。 150 C,如果t 20 c,車(chē)速為30km/h,而風(fēng)速為2m/s,車(chē)逆風(fēng)前行，風(fēng)速與車(chē)速平行 求：此時(shí)肋片的散熱量。t 20 150 85解：按空氣外掠平板的問(wèn)題來(lái)處理。定性溫度m 2 C,空 氣 的 物 性 數(shù) 據(jù) 為0.0309W/ m K ,27.6 10 6m2/s,Pr 0.691ReuL10.33 0.1221.610657389 5 105,故流動(dòng)為層流。140.6 0.030

26、9/0.12 36.2W/ m2 KNu0.664573890.50.6910.333140.6,h2hAt236.20.120.021502022.6W6-34、已知：可以把人看成是高1.75m、直徑為0.35m的圓柱體。表面溫度為31C,一個(gè)馬拉松運(yùn)動(dòng)員在2.5h內(nèi)跑完全程（41842.8m）,空氣是靜止的，溫度為15C。不計(jì)柱體兩端面的散熱，不計(jì)出汗散失的部分。求：此運(yùn)動(dòng)員跑完全程后的散熱量 TOC o 1-5 h z 41842.843115”u一一、u4.649m/stm23。解：平均速度2.53600，定性溫度2C,空氣的物性為:0.0261W/mK,15.34106m2/s,Pr

27、0.702Re4.649 0.35615.34 11060724 104按表5-5.有:75 25解：tm250 C,max1273 505 0.153231.589 1079.8 1/323 75 2517.9521/45 0.15/63.1430.1510121.5891070.0119m 11.9mmNu0.0266Re0.8050.02661060720.805295.5,h295.50.0261/0.3522W/m2K15677.3WAht3.14160.351.752231在兩個(gè)半小時(shí)內(nèi)共散熱2.53600677.360959606.096106J6-46、已知：如圖，l20mm,

28、H150mm,t1.5mm,平板上的自1/4.然對(duì)流邊界層厚度x5xGrx/4,其中X為從平板底面算起的當(dāng)?shù)馗叨龋珿rx以X為特征長(zhǎng)度，散熱片溫度均勻，取為tw75C,環(huán)境溫度t25Co求：(1)是相鄰兩平板上的自然對(duì)流邊界層不相互干擾的最小間距s;(2)在上述間距下一個(gè)肋片的自然對(duì)流散熱量。0.0283W/mK,17.95106,Pr0.698最小間距Smax211.923.8mmo按豎直平板處理Nu 0.059 1.589 1071/40.6980.05957.7134.05h34.05O.02836.429W/m2K0.15_3_0.150.026.42975256106.429501.

29、93Wt16-70、已知:對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)葉片冷卻的模擬實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)溫度35 c的氣流以u(píng)1 60m/s的速度吹過(guò)特征長(zhǎng)度l1 0.15m、壁溫tw1u2300c的葉片時(shí)，換熱量為1500W現(xiàn)在有第二種工況：t235c、40m/s、0.22酎、tw2340c。兩種情況下葉片均可作為二維問(wèn)題處理，計(jì)算可對(duì)單位長(zhǎng)度葉片進(jìn)行。求：第二種工況下葉片與氣流間所交換的熱量。h2A2t2解：*1hiA1t1c600.15-400.225,Rs,Re2Re1Re2，即NuNu2,h22%l210.150.2250.6667o對(duì)二維問(wèn)題換熱面積正比于線形尺度（即以單位長(zhǎng)度葉片作比0.6667 絲25 0.15較），因

30、而有:340357-7、立式氨冷凝器由外徑為50mm的鋼管制成。鋼管外表面溫度為25C,冷凝溫度為30c確定每根管子的長(zhǎng)度。要求每根管子的氨凝結(jié)量為0.009kg/s,試解：tm=ul2.11空327.52104kg/(m.s)3i600.2kg/ml0.5105W/(m.C)由hAt1.13h=G.r,得:23glrlr=1145.8103J/kgG.r14dht。設(shè)流動(dòng)為層流，則有:1.1339.81145.8102.11101600.220.65105345370.3L145L30.0091145.810L1413129.9所以 L= 5370.3代入L的計(jì)算式，得：L=3.14160.

31、0555370.33293mi,h=5370.33.293/4=3986.6W/(m2.k),43986.63.29353410861600田4口,Re=1145.81032.11104,故為層流。7-23、一銅制平底鍋底部的受熱面直徑為30cm,要求其在1.013x105Pa的大氣壓下沸騰時(shí)每小時(shí)能產(chǎn)生2.3kg飽和水蒸氣。試確定鍋底干凈時(shí)其與水接觸面的溫度。解：ts=100 C時(shí)水的物性參數(shù)為Prf1.75cpl 4220J /(kg K)32257.1 103 J / kgl 958.4kg/m588.6 10 4 N /m t 282.5 10 6kg /(m s)23 桀7.103

32、4 2040W/m2A 3.1416 0.33600, 0.33 ,30.5977kg/mCwjPrfcplq r lr g( l v)5.29C, twtfcwl0.0137-32、在一氨蒸發(fā)器中，氨液在一組水平管外沸騰， 假設(shè)可以把這一沸騰過(guò)程近似地作為大容器沸騰看待,100 5.29 105.3 c。沸騰溫度為-20Co 試估計(jì)每平方米蒸發(fā)器外表面所能承擔(dān)的最大制冷量的相變熱（潛熱）r v 1.604kg/m3。1329kJ/kg-20 C時(shí)氨從液體變成氣體表面張力0.031N/m,密度解：ts 20 c 時(shí),3666.7kg/m。由式(6-20)得:3.141631329 10qmax

33、-r v241)ZJ.604 9.8248-3、把太陽(yáng)表面近似地看成是0.031(666.7-1.604) 14 = 8.31 105W/m2oT=5800K的黑體，試確定太陽(yáng)發(fā)出的輻射能中可光所占的百分?jǐn)?shù)。解：可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍是0.380.76m4EbC022100=64200W/m可見(jiàn)光所占份額Fb21Fb02Fb0144.87%8-8、試確定一個(gè)電功率為100W的電燈泡發(fā)光效率。假設(shè)該燈泡的鴇絲可看成是2900K的黑體，其幾何形狀為2mm5mm的矩形薄片。解:EbCo100可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍0.380.76m則1T1102m.K;2T2204m.K由表可近似取Fb 0 0.380.092;

34、Fb0 0.7610.19在可見(jiàn)光范圍內(nèi)的能量為4TC010.19 0.094 %100發(fā)光效率10.09%8-17漫射表面在某一溫度下的光譜輻射強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系可以近似地用附圖表示，試：0,L 0(1)(2)i20d E o_.E d 1250W-15- 工:RE2398W/ m2.str(2)計(jì)算此時(shí)的輻射力；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。ddAcos d_0_260;L60919W/m,str8-25、用一探頭來(lái)測(cè)定從黑體模型中發(fā)出的輻射能，探頭設(shè)置位置如附圖所示。試對(duì)下列兩種情況計(jì)算從黑體模型到達(dá)探頭的輻射能：（1）黑體模型的小孔處未放置任何東西；（2）在小孔處放置了一半透明材料，其穿透比為0.8,2m,C0=0。(4T1001.18 105W/m34 a 即 Ere7L=Lcos30 A2600與 0.227mW r3200 m.K，查表得F020.3185所以1 Fo0.25480.0578mW9-6、試用簡(jiǎn)捷方法確定本題附圖中的角系數(shù)Xi,2解：(1)因?yàn)閄2,11VA2RXi,