冶金傳輸原理熱量傳輸試題庫

1、第8章輻射換熱題1、試分別計算溫度為2000K和5800K的黑體的最大單色輻射力所對應(yīng)的波長七。解：根據(jù)人 T = 2.8976 x 10-3 牝 2.9 x 10-3 m K，.2 9 x 10 -3T = 2000K時，X = 涵。 =1.45 pmT = 5800K時，Xm癸空=0.50 pm5800題2、試分別計算30C和300C黑體的輻射力。解：30C時，Eb1作1b100)=5.67 x(273+301100 /4=478W / m 2300C 時，Eb 2=5.67 x(273+3004=6122W / m 2題3、人體的皮膚可近似按灰體處理，假定人體皮膚溫度為35C，發(fā)射率 =

2、 0.98,求 人體皮膚的輻射力。解：略(E = 500W / m 2)題4、液氧儲存容器為下圖所示的雙壁鍍銀夾層結(jié)構(gòu)。已知鍍銀夾層外壁溫度Tw1 = 20OC,內(nèi)壁溫度Tw2 = -183OC，鍍銀壁的發(fā)射率 = 0.02,試求容器壁每單位面積的 輻射換熱量。題4示意圖液氧儲存容器解：因為容器夾層的間隙很小，本題可認(rèn)為屬于無限大平行平板間的輻射換熱問題。 先算得兩表面的絕對溫度Tw1 = 20 + 273 = 293KT = -183 + 273 = 90K容器壁單位面積的輻射換熱量可用式(8.16)計算5.674 (T-W2-100(TW1100丁 1 + 1&5.67xL.934 0.9

3、4 ,=4.18W / m 2+1 0.02 0.02題5、在金屬鑄型中鑄造鎳鉻合金板鑄件。由于鑄件凝固收縮和鑄型受熱膨脹，鑄件和 鑄型形成厚1mm的空氣隙。已知氣隙兩側(cè)鑄型和鑄件的溫度分別為300C和600C,鑄型和 鑄件的表面發(fā)射率分別為0.8和0.67。試求通過氣隙的熱流密度。已知空氣在450C時的人=0.0548W /(m - C )。解：由于氣隙尺寸很小，對流難以發(fā)展而可以忽略，熱量通過氣隙依靠輻射換熱和導(dǎo) 熱兩種方式。輻射換熱量可用式(8.16)計算5.67q12(二100 )11 + 1 5.67 x(600+273V (300+273100 )11+ 1 0.67 0.8=15

4、400W / m 2計算0.0548(600 300) = 16400W / m 2導(dǎo)熱換熱量可用式(26.12)q = AT =x80.001通過氣隙的熱流密度=15400+16400=31800 W/m2題6、為了減少鑄件熱處理時的氧化和脫碳，采用馬弗爐間接加熱鑄件。這種爐子有馬弗罩把罩外的燃?xì)馀c罩內(nèi)的物料隔開，馬弗罩如下圖所示。已知馬弗罩的溫度T = 800C, 1罩內(nèi)底架上平行放置一塊被加熱的1m長的金屬棒材，棒材截面為50mmX 50mm,棒材表面發(fā)射率 = 0.70。試求金屬棒材溫度T = 400C時馬弗罩對棒材的輻射換熱量。 2燃?xì)鈠 燃?xì)釯題6示意圖馬弗爐內(nèi)加熱物料示意圖1馬弗

5、罩；2一被加熱物料解：由于棒材的面積較馬弗罩的面積小得多，根據(jù)公式(見教材例8.2)Qw = 5.67 xex其中 A = 3 x 0.05 x 1 = 0.15m 2因此，當(dāng)鋼棒溫度為400C時，所接受的輻射熱為Qw=5.67 x 0.70 xf800+273丫100)f400+273丫x 兀 x 1 = 8910W（2）由于磚柱內(nèi)表面與熱風(fēng)管外表面相接觸，故2=甲21=1,按式（8.16）5.675計算=3.78C11 111 1+ 1 + 1 匕 820.8 0.8輻射換熱為:Q12（ T、4 =5藏I(T V 100 /A5.675 x兀 x1.2x 2.5+ - 10.19 0.85

6、(950 + 273 )4(650+273丫*10=1.173 x105 w與(1)相比，輻射散熱量減少了。題17、把一燃燒室簡化為直徑為1m,高2m的封閉空間，其平均壁溫Tw = 800K，燃?xì)馄骄鶞囟萒 = 1300K, 8廣0.149,s = 1。試確定燃?xì)馀c燃燒室內(nèi) 表面的輻射換熱量。解：略(Q = 1.30 x 105W)題18、一電爐的電功率為1kw，爐絲溫度為847C，直徑為1mm。電爐的效率(輻射功率與電功率之比)為0.95，試確定爐絲應(yīng)多長？解：略(/ = 3.39m)題19、設(shè)保溫瓶的瓶膽可以看作直徑為10cm、高位26cm的圓柱體，夾層抽 真空，夾層兩內(nèi)表面發(fā)射率均為0.

7、05 .試計算沸水剛注入瓶膽后，初始時刻水溫 的平均下降速率。夾層兩壁壁溫可近似地取為100C和20C。解：由于夾層間隔很小，所以夾層兩表面可以看作式面積相等的，則平 12*21=1，C導(dǎo)= 1 5.6751 =。.1455+1+181 8 20.05 0.05兩內(nèi)表面的輻射換熱率為：12x 兀 x 0.1x 0.26(100 + 273 Y ( 20 + 273 )4=0.1455 x 100 ) I 100 )=0.251 W查附錄得 100C 時，P= 958.4kg / m3, cp = 4.220kJ / kg -o C根據(jù)熱平衡有Q = mc At因此At 12 =O*= 3 x

8、10一5。/ smcP -x0.12 x0.26x958.4x4.220 x 1034題20、兩塊相距很近的相互平行的大平板1和2,溫度分別保持T1 = 577OC,T = 27OC。表面黑度分別為0.5, 0.7,試求單位面積輻射換熱量Q.解：已知 T = 577。, T = 27。,匕=0.5點2 = 0.7, A = 1m2,則廠 C5.675。導(dǎo)= = 2.34 + -1 + -1 匕 8 20.5 0.7Q12 =2.34 x因此單位面積輻射換熱率為:(100 )(577 + 273 V ( 27 + 273 =12025 W題21、冷藏瓶由真空玻璃夾層所組成，在夾層的量相對面上鍍銀，黑度為 0.05。內(nèi)層壁的外徑120mm，溫度為0C；外層壁的內(nèi)徑為240mm,壁溫為27C。 玻璃夾層高200mm。如果不計瓶口的導(dǎo)熱損失，試求由于輻射換熱冷藏瓶每小時 傳熱量。解：先求角系數(shù)甲=A2 = d =120 = 0.5，甲=1,所以12 A d 2402112r 1 .-1 甲_+1 + _-1 甲5.675n1221r 1 a-1 X 0.5 +1 +0.05 J、-1 X1 0.05 J0.192