傳熱學(xué)課后習(xí)題答案

傳熱學(xué)課后習(xí)題答案初始溫度為200℃，直徑為5cm的鋁質(zhì)長(zhǎng)圓柱體，突然暴露在溫度為70℃的環(huán)境中，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。試計(jì)算1min后，半徑為1.25cm處的溫度及單位管長(zhǎng)圓柱體的熱損失。查圖：求熱損失：查圖：3－11一溫度為21℃，橫截面積為50mm×100mm的矩形長(zhǎng)桿放入溫度為593℃的熱處理爐中消除熱應(yīng)力，寬100mm的一面置于爐子底面上，長(zhǎng)桿表面與高溫流體的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為114，根據(jù)工藝要求，要加熱到580℃以上才能消除應(yīng)力，試說(shuō)明1h后，能否滿足工藝要求？分析：哪里溫度最低？1一溫度為21℃，橫截面積為50mm×100mm的矩形長(zhǎng)桿放入溫度為593℃的熱處理爐中消除熱應(yīng)力，寬100mm的一面置于爐子底面上，長(zhǎng)桿表面與高溫流體的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為114，根據(jù)工藝要求，要加熱到580℃以上才能消除應(yīng)力，試說(shuō)明1h后，能否滿足工藝要求？解：查圖：可以滿足工藝要求。 作業(yè)溫度計(jì)的水銀泡長(zhǎng)1cm、直徑為7mm。溫度計(jì)自酒精溶液取出時(shí)，由于酒精蒸發(fā)，體溫計(jì)水銀泡維持18℃。護(hù)士將體溫計(jì)插入病人口中，水銀泡表面的當(dāng)量傳熱數(shù)，如果測(cè)量誤差要求不超過(guò)0.2℃，求體溫計(jì)插入病人口中后，至少要多長(zhǎng)時(shí)間才能將體溫計(jì)從40℃的病人口中取出。水銀泡的當(dāng)量物性值為：3－1已知：求：分析：可以用集總參數(shù)法。解：已知：求：求：已知：解得：求：已知：3－2工程上常用非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的方法測(cè)得燃?xì)廨啓C(jī)表面的傳熱系數(shù)，一種方法是：把邊長(zhǎng)為6mm的銅質(zhì)立方體埋入機(jī)片，使立方體只有一面與高溫燃?xì)饨佑|，立方體與葉片間加有一薄層高溫粘結(jié)劑。因粘結(jié)劑的熱擴(kuò)散率較小，葉片與立方體之間可近似視為絕熱，設(shè)初溫為38℃他銅塊與538℃的高溫燃?xì)饨佑|3.7s后，溫度升為232℃。求葉片表面的傳熱系數(shù)。銅：已知：立方體解：用集總參數(shù)法分析，然后驗(yàn)算。已知：立方體解：已知：立方體3-4一電阻加熱器，初始溫度為t0，其內(nèi)部突然產(chǎn)生熱量，其功率為p，加熱器外表面積暴露在溫度為的流體中，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h。如組成導(dǎo)熱區(qū)的體積為V，，物性值、、等均為已知常數(shù)量，試用集總參數(shù)法確定加熱器溫度與時(shí)間的關(guān)系。解：令：分離變量：兩邊積分：作業(yè)試推導(dǎo)矩形肋片內(nèi)部節(jié)點(diǎn)和端部節(jié)點(diǎn)的有限差分方程。4－4內(nèi)部節(jié)點(diǎn)：邊界節(jié)點(diǎn)：作業(yè)：5－2為了用實(shí)驗(yàn)的方法確定直徑的鋼棒（導(dǎo)熱系數(shù)，熱擴(kuò)散系數(shù)表面?zhèn)鳠釘?shù)）放在爐內(nèi)時(shí)間時(shí)的溫度分布，現(xiàn)用幾何形狀相似的合金鋼棒在不大的爐中加熱。求模型的直徑dm和模型放入爐內(nèi)多少時(shí)間后測(cè)量模型中的溫度分布。分析：屬于第三類邊界條件下的導(dǎo)熱問(wèn)題。?；瘜?shí)驗(yàn)，要保證物理現(xiàn)象相似。已知：求：只要幾何相似，F(xiàn)o和Bi分別相等，兩導(dǎo)熱現(xiàn)象相似，溫度場(chǎng)分布相似。解：1、Bi數(shù)相等已知：求：已知：求：2、Fo相等。5－3現(xiàn)用模型來(lái)研究某變壓器油冷卻系統(tǒng)的傳熱性能。假設(shè)基本的傳熱機(jī)理是圓管內(nèi)強(qiáng)迫對(duì)流傳熱，變壓器原耗散100kW的熱流量。變壓器油的，。模型的直管直徑為0.5cm，線性尺寸為變壓器的，表面積為變壓器的。模型和變壓器的平均溫差相同，模型用乙二醇作流體，雷諾數(shù)。乙二醇的，。試確定模型中的能耗率（散熱熱流量）和流速。已知：求：同類現(xiàn)象，單值性條件相似，只要已定準(zhǔn)則Re、Pr分別相同，即可實(shí)現(xiàn)相似，Nu數(shù)相等。分析：已知：解：已知：換熱相似：已知：求：作業(yè)：6－420℃的水以10kg/s的質(zhì)量流量進(jìn)入直徑為10cm，長(zhǎng)10m的圓管內(nèi)，管壁溫度為80℃，求水的出口溫度。解：設(shè)出口溫度當(dāng)定性溫度：查物性：判別流態(tài)：紊流其中：求水的出口溫度：（兩種求法）第一種求法：水得到熱量：對(duì)流換熱量：可得：計(jì)算值與假設(shè)值誤差不大，計(jì)算有效。第二種求法：假設(shè)如假設(shè)準(zhǔn)確，水得到熱量與對(duì)流換熱量應(yīng)相等。水得到熱量：對(duì)流換熱量：假設(shè)溫度偏高。重新假設(shè)：重復(fù)以上計(jì)算：得出如果可采用十字線法：。。。。6-17在速度u0=5m/s，溫度為20℃的空氣流中，沿流動(dòng)方向平行的放有一塊長(zhǎng)l=20cm、溫度為60℃的平板