傳輸原理課后習題答案

文檔鑒賞文檔鑒賞第二章 流體靜力學(吉澤升版)2-1作用在流體上的力有哪兩類，各有什么特點 ？解:作用在流體上的力分為質量力和表面力兩種。 質量力是作用在流體內部任何質點上的力，大小與質量成正比，由加速度產(chǎn)生，與質點外的流體無關。而表面力是指作用在流體表面上的力，大小與面積成正比，由與流體接觸的相鄰流體或固體的作用而產(chǎn)生。2-2什么是流體的靜壓強，靜止流體中壓強的分布規(guī)律如何 ？解：流體靜壓強指單位面積上流體的靜壓力。靜止流體中任意一點的靜壓強值只由該店坐標位置決定， 即作用于一點的各個方向的靜壓強是等值的。2-3寫出流體靜力學基本方程式，并說明其能量意義和幾何意義。解:流體靜力學基本方程為： 乙且Z2P2或PP0 ghP0h同一靜止液體中單位重量液體的比位能 可以不等，比壓強也可以不等，但比位能和比壓強可以互換，比勢能總是相等的。2-4如圖2-22所示，一圓柱體d=0.1m,質量M=50kg.在外力F=520N的作用下壓進容器中，當h=0.5m時達到平衡狀態(tài)。求測壓管中水柱高度H=?解：由平衡狀態(tài)可知：(Fmg2) g(Hh)(d/2)代入數(shù)據(jù)得H=12.62m2.5盛水容器形狀如圖2.23所示。已知hl=0.9m,h2=0.4m,h3=1.1m,h4=0.75m,h5=1.33m。求各點的表壓強。解：表壓強是指：實際壓強與大氣壓強的差值。P0(Pa)P2P g(h1h2)4900(Pa)P3P g(h3h1) 1960(Pa)F4 P3 1960(Pa)P5 P4 g(h5h4)7644(Pa)

2-6兩個容器A、B充滿水，高度差為a0為測量它們之間的壓強差，用頂部充滿油的倒U形管將兩容器相連，如圖2.24所示。已知油的密度p油=900kg/m3,h=0.1m,a=0.1m。求兩容器中的壓強差。解：記AB中心高度差為a,連接器油面高度差為h,B球中心與油面高度差為b;由流體靜力學公式知：F3ghP2 水ghP4 油F3gh巳P2 水g(ab)PBP4 水gbP PAPb P2P4 水ga1079.1Pa2-8—水壓機如圖2.26所示。已知大活塞直徑D=11.785cm,小活塞直徑d=5cm,杠桿臂長a=15cm,b=7.5cm,活塞高度差h=1m。當施力F1=98N時，求大活塞所能克服的載荷F2。解：由杠桿原理知小活塞上受的力為 F3：F3bFaghF2ghF2__2(D/2)F3_2(d/2)?■-F2=1195.82N2-10水池的側壁上，裝有一根直徑 d=0.6m的圓管，圓管內口切成a=45°的傾角，并在這切口上裝了一塊可以繞上端錢鏈旋轉的蓋板， h=2m,如圖2.28所示。如果不計蓋板自重以及蓋板與錢鏈間的摩擦力，問開起蓋板的力 T為若干？竹折圓形面積的Jc=兀a3b/4)解：建立如圖所示坐標系oxy,。點在自由液面上，y軸沿著蓋板壁面斜向下，蓋板面為橢圓面，在面上取微元面 dA,縱坐標為y,淹深為h=y*sin0，微元面受力為dFghdAgysindA■2.然■2.然FdFgsinydAgsinycA hcAA A蓋板中心在液面下的圖度為 hc=d/2+h0=2.3m,yc=a+h0/sin45蓋板受的靜止液體壓力為 F=rlcA=9810*2.3*兀abVcJchVcJch0d14a3bnaaycAsin452sin45ah0absin45X=d=0.6m,由理論力學平衡理論知，當閘門剛剛轉動時，力F和T對錢鏈的力矩代數(shù)和為零,即：MFlTx0故T=6609.5N2-14有如圖2.32所示的曲管AOB°OB段長L1=0.3m,/AOB=45°,AO垂直放置，B端封閉，管中盛水，其液面到。點的距離L2=0.23m,此管繞AO軸旋轉。問轉速為多少時，B點的壓強與O點的壓強相同？OB段中最低的壓強是多少？位于何處？解：盛有液體的圓筒形容器繞其中心軸以等角速度 3旋轉時，其管內相對靜止液體壓強分布為：22PP0 -z2以A點為原點，OA為Z軸建立坐標系O點處面壓強為P0Pa gl222r_B處的面壓強為PbPa gZ2其中：Pa為大氣壓。rL1sin45,ZL1cos45L2當PB=PO時3=9.6rad/sOB中的任意一點的壓強為22rPPa -2-g（rL2）對上式求P對上式求P對r的一階導數(shù)并另其為0得到，rg2即OB中壓強最低點距。處L r/ 0.15msin45代入數(shù)據(jù)得最低壓強為 Pmin=103060Pa第三章習題（吉澤升版）3.1已知某流場速度分布為U3.1已知某流場速度分布為UxX2,Uy3y,uzz3，試求過點（3,1,4）的流線。解：由此流場速度分布可知該流場為穩(wěn)定流，流線與跡線重合，此流場流線微分方程為:dxdydz即:dx_dy_dz

x-2-3yz-3即:dx_dy_dz

x-2-3yz-3求解微分方程得過點(3,1,4)的流線方程為：(x2)3y13(z3)y13 33.2試判斷下列平面流場是否連續(xù) ？Uxxsiny,Uy 3xcosy由不可壓縮流體流動的空間連續(xù)性方程(3-19,20)1,或23xsiny33xsiny23x1sinyy=k)時連續(xù)。3.4三段管路串聯(lián)如圖d21,或23xsiny33xsiny23x1sinyy=k)時連續(xù)。3.4三段管路串聯(lián)如圖d2=50cm,d3=25cm,3.27所示，直徑d1=100cm,已知斷面平均速度 V3=10m/s,求V1,V2,和質量流量(流體為水)。圖3.即解：可壓縮流體穩(wěn)定流時沿程質量流保持不變,QvA故:V1V1A

v3A3V2AiV3A3A20.625m/s2.5m/s質量流量為：M?Q 7KV3A3490Kg/s3.5水從鉛直圓管向下流出， 如圖3.28所示。已知管直徑d1=10cm,管口處的水流速度VI=1.8m/s,試求管口下方h=2m處的水流速度V2,和直徑d2解：以下出口為基準面，不計損失，建立上出口和下出口面伯努利方程:他M贏得他M贏得v1v2=6P52rm2/s2g2g由vi由viAv2A2得:d2=5.3cm3.6水箱側壁接出一直徑D=0.15m的管路，如圖3.29所示。已知h1=2.1m,h2=3.0m,不計任何損失，求下列兩種情況下A的壓強。(1)管路末端安一噴嘴，出口直徑d=0.075m；(2)管路末端沒有噴嘴。解：以A面為基準面建立水平面和A面的伯努利方程:以解：以A面為基準面建立水平面和A面的伯努利方程:以B面為基準，建立A,B面伯努利方程:(1)當下端接噴嘴時，vaAavbAbh2Dva "A22g2gPAva20A-a-2gPa解得va=2.54m/s,PA=119.4KPa(2)當下端不接噴嘴時， 解得va=2.54m/s,PA=119.4KPa(2)當下端不接噴嘴時， vavb解得PA=71.13KPa3.7如圖3.30所示，用畢托管測量氣體管道軸線上的流速Umax,畢托管與傾斜(酒精)微壓計相連。已知d=200mm,sin”=0.2,L=75mm,酒精密度p1=800kg3 3/m，氣體密度p2=1.66Kg/m；Umax=1.2v(v為平均速度)，求氣體質量流量解：此裝置由畢托管和測壓管組合而成， 沿軸線取兩點，A(總壓測點)，測靜壓點為B,過AB兩點的斷面建立伯努利方程有:ZPBvmaxB氣2g其中ZA=ZB,vA=0,此時A點測得ZaPa2Va2g過AB兩點的斷面建立伯努利方程有:ZPBvmaxB氣2g其中ZA=ZB,vA=0,此時A點測得ZaPa2Va2g的是總壓記為pa*,靜壓為pb不計水頭損失，化簡得* 1 2PA-pB 一氣vmax2.. *由測壓管知：pa-Pb酒精gLcosa由于氣體密度相對于酒精很小，可忽略不計。2gL1cosa由此可得 vmax .2氣體質量流量： vmax八M2vA2 A1.2代入數(shù)據(jù)得M=1.14Kg/s3.9如圖3.32所示，一變直徑的管段 AB,直徑dA=0.2m,dB=0.4m,高差h=1.0m,用壓強表測得PA=7x104Pa,PB=4x104Pa,用流量計測得管中流量Q=12m3/min,試判斷水在管段中流動的方向，并求損失水頭。解：由于水在管道內流動具有粘性，沿著流向總水頭必然降低，故比較A和B點總水頭可知管內水的流動方向。vaAaAc12, 3,、vbAbQ(m/s)606.366m/s,vb1.592m/sHa0HbhPava22gPbvb22g9.2m5.2m即：管內水由A向B流動。424003103127.2424003103127.20C以過A的過水斷面為基準，建立A到B的伯努利方程有:220PAva hPbvbhw2g 2g代入數(shù)據(jù)得，水頭損失為hw=4m第九章1.對正在凝固的鑄件來說，其凝固成固體部分的兩側分別為砂型(無氣隙)及固液分界面,試列出兩側的邊界條件。解：有砂型的一側熱流密度為常數(shù)，故為第二類邊界條件，即°>0時—q(x,y,z,t)n固液界面處的邊界溫度為常數(shù)， 故為第一類邊界條件，即。>0時Tw=f(°)注：實際鑄件凝固時有氣隙形成，邊界條件復雜，常采用第三類邊界條件.用一平底鍋燒開水，鍋底已有厚度為3mm的水垢，其熱導率入為1W/(m-°C)。已知與水相接觸的水垢層表面溫度為111C。通過鍋底的熱流密度q為42400W/m2,試求金屬鍋底的最高溫度。解：熱量從金屬鍋底通過水垢向水傳導的過程可看成單層壁導熱，由公式( 9-11)知Tt〔t2 t1 111C,得t〔=238.2C.有一厚度為20mm的平面墻，其熱導率入為1.3W/(mC)。為使墻的每平方米熱損失不超過1500W,在外側表面覆蓋了一層入為0.1W/(m?C)的隔熱材料，已知復合壁兩側表面溫度分布750c和55C,試確定隔熱層的厚度。解：由多層壁平板導熱熱流密度計算公式( 9-14)知每平方米墻的熱損失為T1T2 15001 275055c 15000.02 21 21.3 0.1得244.8mm.沖天爐熱風管道的內/外直徑分別為160mm和170mm,管外覆蓋厚度為80mm的石棉隔熱層，管壁和石棉的熱導率分別為 入1=58.2W/(mC),尬=0.116W/(mC)。已知管道內表面溫度為240c,石棉層表面溫度為40C,求每米長管道的熱損失。解：由多層壁圓管道導熱熱流量公式( 9-22)知0.116T1240oC,T3400C,d10.16m,d20.17m,d30.33m,158.220.116所以每米長道的熱損2(T1T3)ln所以每米長道的熱損2(T1T3)lnd2

d1lnd3d223.14(24040)0.17~~0.331n 1n0.16 0.1758.2 0.11623.142000.0015.718219.6w/m.解：1 0_ 0_ 0_查表2.10.00019t,已知370mm0.37m,t-(1650C300C)975C22.28525 20.000199752.285525,qT-(1650300) 8338.07w/m0.37.外徑為100mm的蒸汽管道覆蓋隔熱層采有密度為20Kg/m3的超細玻璃棉氈，已知蒸汽管外壁溫度為400C,要求隔熱層外壁溫度不超過50C,而每米長管道散熱量小于163W,試確定隔熱層的厚度。解：已知t1400oC,d10.1m,t250oC,-163w.查附錄C知超細玻璃棉氈熱導率- -40050人0.0330.00023t0.0847* 2250c2由圓筒壁熱流量計算公式（9-20）知:23.140.0847523.140.08475(40050)163TOC\o"1-5"\h\z得d2 0.314一一 一 一 1 1而d2 d1 2 得出一(d2 d1)-(0.314 0.1)0.107m\o"CurrentDocument"2 29.「 15075解：UI1501231845w 37.5mm0.0375m， 2d〔dd〔d2T0.3563.140.0750.15(52.847.3)10.在如圖9-5所示的三層平壁的穩(wěn)態(tài)導熱中，已測的t1,t2,t3及t4分別為600C,500C,200c及100C,試求各層熱阻的比例解：根據(jù)熱阻定義可知%：Rt2:R3(t1t2)：(t2%：Rt2:R3(t1t2)：(t2t3)：(t3t4)=100:300:100=1:3:111.題略解：（參考例9-6）xN2「at0.5 0.457962\0.69*10*120*3600查表ef(N)0.46622,代入式得TTw(ToTw)erf(N)1037(2931037)*0.46622k709.3k.液態(tài)純鋁和純銅分別在熔點 （鋁660C,銅1083C）澆鑄入同樣材料構成的兩個砂型中，砂型的密實度也相同。試問兩個砂型的蓄熱系數(shù)哪個大？為什么？答：此題為討論題，砂型的蓄熱系數(shù)反映的是材料的蓄熱能力， 綜合反映材料蓄熱和導熱能力的物理量，取決于材料的熱物性b廣。兩個砂型材料相同，它們的熱導率入和比熱容c及緊實度都相同，故兩個砂型的蓄熱系數(shù)一樣大。注：鑄型的蓄熱系數(shù)與所選造型材料的性質、型砂成分的配比、砂型的緊實度及冷鐵等因素有關！考慮溫度影響時，澆注純銅時由于溫度較純鋁的高， 砂型的熱導率會增大，比熱和密度基本不變，從而使得砂型蓄熱系數(shù)會有所增大.試求高0.3m,寬0.6m且很長的矩形截面銅柱體放入加熱爐內一小時后的中心溫度。已知：銅柱體的初始溫度為20C,爐溫1020C,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)a=232.6W/（m2：c）,入=34.9W/（mC）,c=0.198KJ/（KgC）,p=780Kg/m3。解：此題為二維非穩(wěn)態(tài)導熱問題，參考例兩塊無限大平板導熱求解，銅柱中心溫度最低,原點，以兩塊平板法線方向為坐標軸，分別為則有：熱擴散率a-c34.930.198*10*7800m2/sRt—,Rt文檔鑒賞文檔鑒賞6002060020(Bi)x232.6*0.334.91.999(%)xat-21 4 2.26*10*3600-2(0.3)0.904(Bi)y232.6*0.15~~3490.9997(F0)yat-22___ _5 2.26*105*3600(Bi)x232.6*0.334.91.999(%)xat-21 4 2.26*10*3600-2(0.3)0.904(Bi)y232.6*0.15~~3490.9997(F0)yat-22___ _5 2.26*105*36002(0.15)3.62查9-14得，(上)x0.45,(」)y

0 00.08鋼鏡中心的過余溫度準則為(』)(」)x(」)y0.45*0.080.0360 0 0中心溫度為Tm0.0360Tf=0.036*(293-1293)+1293=1257k=984C15.一含碳量Wc=0.5%勺曲軸，加熱到600c后置于20c的空氣中回火。曲軸的質量為7.84Kg,表面積為870cm2,比熱容為418.7J/(KgC),密度為7840Kg/m3,熱導率為42W/(m-C),冷卻過程的平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)取為 29.1W/(m2.C),問曲軸中心冷卻到 30c所經(jīng)歷的時間。(原題有誤)解：當固體內部的導熱熱阻小于其表面的換熱熱阻時， 固體內部的溫度趨于一致， 近似認為固體內部的溫度t僅是時間t的一元函數(shù)而與空間坐標無關， 這種忽略物體內部導熱熱阻的簡化方法稱為集總參數(shù)法。通常，當畢奧數(shù)Bi<0.1M時，采用集總參數(shù)法求解溫度響應誤差不大。對于無限大平板M=1,無限長圓柱M=1/2,球體M=1/3。特性尺度為8=V/F。Biv29.1*7.84784042.0*870*1040.0070.1M經(jīng)上述驗算本題可以采用此方法計算溫度隨時間的依變關系。10.1*10.052參閱楊世銘編《傳熱學》第二版，P105-106，公式(3-29)ttfttft0tfF

cV其中F其中F為表面積，a為傳熱系數(shù),。為時間，tf為流體溫度， V為體積。代入數(shù)據(jù)得:302029.1*870*1047.84*418.71587.712*104302029.1*870*1047.84*418.71587.712*104eln工587.712*1045265s文檔鑒賞文檔鑒賞第十章對流換熱1.某窖爐側墻高3m,總長12m,爐墻外壁溫tw=170C。已知周圍空氣溫度tf=30C,試求此側墻的自然對流散熱量（熱流量）（注：原答案計算結果有誤，已改正。）解：定性溫度tdwt%(170此側墻的自然對流散熱量（熱流量）（注：原答案計算結果有誤，已改正。）解：定性溫度tdwt%(1703%100C定性溫度下空氣的物理參數(shù)：3.21102 -1c1w.m.c,v23.13106m2s1,pr0.688特征尺寸為墻高GrPrgTl3 2Tv特征尺寸為墻高GrPrgTl3 2Tv20.6881.2810111099.81(17030)30.6881.281011109故為湍流。查表10-2,得c0.10,n%Nuc(GrPr)n 0.1(1.281011)13504Nu*5043.2110%5.39%2cA(twtf)5.39312(17030)2.72*104w一本L/d=10的金屬柱體，從加熱爐中取出置于靜止的空氣中冷卻。 試問：從加速冷卻的目的出發(fā)，柱體應水平還是豎直放置（輻射散熱相同）？試估算開始冷卻的瞬間兩種情況下自然對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)之比（均為層流）解：在開始冷卻的瞬間，可以設初始溫度為壁溫， 因而兩種情形下壁面溫度相同。 水平放置時，特征尺寸為柱體外徑；豎直放置時，特征尺寸為圓柱長度， L>d。近似地采用穩(wěn)態(tài)工況下獲得的準則式來比較兩種情況下自然對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，則有：⑴水平放置.(⑴水平放置.(GrPr)1gTl3/Tv23_2 ngTdTv,Nu1C1(GrPr)1G0.53n14(2)豎直放置.(2)豎直放置.(GrPr)2 gTl3/Tv2gTL3Tv2,NU2C2(GrPr)2nc20.59n14Nu1Nu1Nu2XGrPr)；Q(GrPr)2n第S)”

0.59L0.53,1.34Nu1—Nu2— (一) 101.6:1dL0.5910由此可知：對給定情形，水平放置時冷卻比較快。所以為了加速冷卻，圓柱體應水平放置。一熱工件的熱面朝上向空氣散熱。工件長500mm,寬200mm,工件表面溫度220C,室溫20C,試求工件熱面自然對流的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) (對原答案計算結果做了修改)twtf22020TOC\o"1-5"\h\z解：定性溫度t 120c\o"CurrentDocument"2 2定性溫度下空氣的物理參數(shù)：6 2 13.34102w.m1C1,v25,4510m.s,R0.686特征尺寸， L500200350mm0.35m23 2熱面朝上：GrPr§2TLp9.81(220220)0.35—0.6862.267108106,vT(25.4510)(273120)故為湍流。查表得c0.15, 1/3Nuc(GrPr)n0.15(2.267108)1/3 91.462Nu-91.46 8.73w(m2C)L 0.354.上題中若工件熱面朝下散熱，試求工件熱面自然對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)解：熱面朝下：105GrPr1011,層流，查表得c0.58,n1/5Nu0.58(2.267108)0.227.197__ 23.3410 .Nu—29.197 2.595w,m2cL 0.355.有一熱風爐外徑D=7m,高H=42m,當其外表面溫度為200C,與環(huán)境溫度之差為40C,求自然對流散熱量 (原答案缺少最后一步，已添加)200(20040)解：定性溫度t 180C2定性溫度下空氣的物性參數(shù)為：3.78102w.m1C1,v32.49106m2,s1,R0681依題應為垂直安裝，則特征尺寸為 H=42m.GrRgTHR 9.8164042 0.6814.141013,為湍流.v2T (32.4910)(180273)，一一 1查表得c0.1n-3文檔鑒賞文檔鑒賞21.510 21.510 0.14=56.397文檔鑒賞文檔鑒賞501050103Nu0.1(4.141013)0.3331590.271590.273.7810423.1wm2C1590.273.7810423.1wm2C自然對流散熱量為 Q A(TwTf) 3.15 ,742401.14510W7.在外掠平板換熱問題中，試計算 25c的空氣及水達到臨界雷諾數(shù)各自所需的板長，取流速v=1m/s計算，平板表面溫度100c(原答案計算有誤，已修改)解：定性溫度為tmJf1002562.5C2 2.對于空氣查附錄計算得20.0218.97 6 6m2v625c 18.97 2.5 10 19.2310m/s10RevlvlRevv510519.2310619.62m.對于水則有：v625c 0.4780.4780.4152.51060.462106m2/s10RevlvlRevv51050.46210610.231m8.在穩(wěn)態(tài)工作條件下,20c8.在穩(wěn)態(tài)工作條件下,20c的空氣以10m/s的速度橫掠外徑為50mm管長為3m的圓管后，溫度增至40Co度增至40Co已知橫管內勻布電熱器消耗的功率為性溫度計算有誤，已修改)解：采用試算法1560W試求橫管外側壁溫(原答案定假設管外側壁溫為60C,則定性溫度為(twtf)/2(6020)240C查表得m2.76102w.m1.C1vm16.96106m2s假設管外側壁溫為60C,則定性溫度為(twtf)/2(6020)240C查表得m2.76102w.m1.C1vm16.96106m2s1Pr0.699ReVdv310501016.9610642.95104000Re40000,0.1710.618NucRen0.171(2.95104)0.61898.985Nu—

d98.9852.8310255.975wm2.CA(TwTf)即:3 _ — —156055.9753.145010 3(Tw20)Tw79.17C與假設不符,故重新假設，設壁溫為80C.則定性溫度tm(twtf)與假設不符,2查表得m22.8310w.m1 _1 ,_一.C Vm17.956 2 110m.s，查表得m22.8310w.m1 _1 ,_一.C Vm17.956 2 110m.s，Pr0.698ReVdv3105010e-17.9510 _4 2.7910,4000Re40000,0.1710.618NucRen0.171(2.79104)0.61895.49Nu一dA(TwTf)，即：156055.383.14503 —10 3(Tw20)Tw79.80C與假設溫度誤差小于5%,是可取的。即壁面溫度為79.80C.10.壓力為1.013*105Pa的空氣在內徑為76mm的直管內強制流動，入口溫度為65Nu一dA(TwTf)，即：156055.383.14503 —10 3(Tw20)Tw79.80C與假設溫度誤差小于5%,是可取的。即壁面溫度為79.80C.10.壓力為1.013*105Pa的空氣在內徑為76mm的直管內強制流動，入口溫度為65C,入口體積流量為0.022m3/s,管壁平均溫度為180C,試問將空氣加熱到 115c所需管長為多少?解：強制對流定性溫度為流體平均溫度流體平均溫度65115 “0c……Tf 90C,查查附錄Ff22.10106m2.s__ _2 0__ 3.1310w/mC,Cp1.0093 010J/Kg.CPrf0.69,f21.5106Pa.SRef vdVf?qvd一AVf0.0760.0223.140.038222.101061.674 410 10為旺盛湍流。由于流體溫差較大應考慮不均勻物性的影響，應采用實驗準則式(10-23或24)計算Nuf即Tw1800C,Prw 0.618,w25.3106Pa.S62.90102 .295.49 丁55.38wm.CNuf 0.027RefNuf 0.027Ref0.8Pf"I」)0」40.027(1.67104)0.8w0.6903(25.3106)文檔鑒賞文檔鑒賞Nu _ _ 256.3973.1310 20c 23.23w/m.C0.076質量流量qmq50.0220.9720.0214Kg/s散熱量qmCp(T2Ti)0.021431.00910 (11565)1079.63JNu _ _ 256.3973.1310 20c 23.23w/m.C0.076質量流量qmq50.0220.9720.0214Kg/s散熱量qmCp(T2Ti)0.021431.00910 (11565)1079.63JA(TwTf)dl(TwTf)1079.63 2.14(m)23.23(18090)3.140.076因為Ld214 _,一一，，，、一…土」428.1660,所以需要進行入口段修正。0.076入口段修正系數(shù)為 10.71^L0.760.076 1.12.141 1.123.24225.48w/mL 1079.63 25.48180903.140.0761.97m（方法二）定性溫度為流體平均溫度,=-"二城rJ r查附錄F得， 1=0.69.7/

221010%,=21.5k10"-100910;JAg憶1p=().972頌/m在入口溫度下p-\M45kgnj3我進口質量流量；m=0,022陽3￡*LOO4sg#=1298xJ02kg42298I0-2苑i%?14-0.0"6^215ICTNu(i=0,023x(179x104產(chǎn)乂0.69。2=50.08500S-SB10-3 ,口次= ' =2CKS2vr//°C0076

空氣在115「C時，=L009kJ/(kgK)65g時,￡-I007k〃KgK)故加熱空氣斫需熱量為:=0.02298空氣在115「C時，=L009kJ/(kgK)65g時,￡-I007k〃KgK)故加熱空氣斫需熱量為:=0.02298-(1.009x10S115-1007xIO3x65)二11623甲由大溫差修正關系式得:=O.8S5所需管長:X273+180y布兒：（。二口1162320,620.885(180-90)3.140,076—2.96(e)lid—2.96/0.07(1=3X6v6。高吐行■短菅修正+ =10775所雷詈長為工96/1.0775=2,751111.解：tf300C時，P冰5.42,Pr空0.701,水61.8102wm10 2C,空2.6710wmNu：,Nuf 0.023Re0.8Pr0.40CPr水0.4Pr空。45.420.4(0.701)61.8102( 2)5.252.6710212.管內強制對流湍流時的換熱，若 Re相同，在tf=30C條件下水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)比空氣的高多少倍？解：定性溫度tf30C查附錄D得到：N7K5.42 水61.8102w.m1C查附錄F得到：一 一一_2 1。一 一R空氣0.701空氣2.6710w.mC為湍流，故Ref相同

0.8 0.4Nu0.8 0.4Nuf7K0.023Ref Prf0.8 0.4Nuf空氣0.023RefP1空氣52.46(、5.42)o.461.810252.460.701 2.67102在該條件下，水的表面彳^熱系數(shù)比空氣高 52.46倍。第十一章輻射換熱100W燈泡中鴇絲溫度為2800K,發(fā)射率為0.30。（1）若96%的熱量依靠輻射方式散出，試計算鴇絲所需要最小面積； （2）計算鴇絲單色輻射率最大時的波長解：（1）鴇絲加熱發(fā)光，按黑體輻射發(fā)出連續(xù)光譜0.3, Cb5.67W/m2K4一 2800 ?12 QbA 100*96%1004將數(shù)據(jù)代入為：0.3*5.67Ai2800 96 A1=9.2*10-5m2100（2）由維恩位移定律知，單色輻射力的峰值波長與熱力學溫度的關系3mT2.8976*10m.k,當T=2800k時，m=1.034*10-6m3.一電爐的電功率為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0.96,爐絲發(fā)射率為0.95,試確定爐絲應多長？解：由黑度得到實際物體輻射力的計算公式知：A1EA怎 QbA,（工）4103*0.96 Cb（Dl）（工）4100 1000.95*5.67*3.14*10-3*1*（847—273）40.96*103l3.607m1004.試確定圖11-28中兩種幾何結構的角系數(shù)X12解：①由角系數(shù)的分解性得： X1,2X1,（2B)X4.試確定圖11-28中兩種幾何結構的角系數(shù)X12解：①由角系數(shù)的分解性得： X1,2X1,（2B)X1,B由角系數(shù)的相對性得:X1,BXb,1Ab2X(1.5)2XB,11.52XB,1XB,1Xb,(1A)Xb,AX1,(2B)X(2B),1X1,(2B)X(2B),1A2BAi2.5*1.5X(2B),1 155"2X(2B),1X(2B),1X(2B),AX(2B),(1A)所以X(2B),1X(2B),(1A)X(2B),AY Z 對于表面B和(1+A),X=1.5、Y=1.5、Z=2時，_1,_ 1.333,杳表得X XY.Z XB(1A)0.211,對于表面B和A,X=1.5,Y=1.5,Z=1,— 1,一0.667,XX查表得Xb,a0.172,所以Xb,1Xb,(1a)Xb,a0.2110.172 0.039,3 3.. 3 .，一一X1,B-XB,1 -*0.039 0.0585。對表面(2+B)和(1+A),X=1.5,Y=2.5,Z=2,Y Z一1.667,—1.333,查表得X(2b),(1a)0.15。對于表面(2+B),A,X=1.5,Y=2.5,Z=1,Y一Z1.667,— 0.667,查表信X(2b),a0.115,X X所以X(2B),1所以X(2B),1X(2B),(1A)X(2B),A0.150.1150.035,、， 5、， X、， 5、， X1,(2b)-X(2b),1 2.5*0.035 0.0875X1,2X1,(2b)X1,b 0.08750.0585 0.029②由角系數(shù)的分解性、， 、，A2 - 1.5 、，X1,2 X2,1 —— X2,1 -- X2,1,X2,1X2,(1A)X2,A，A1 1.5一一_ _Y Z 對表面2和A,X=1.5,Y=1,Z=1,—0.67,—0.67,XX查表得X2,a 0.23。對面2和(1+A),X=1.5,Y=1,Z=2,’0.67,-1.33,XX查表得X2,(1A) 查表得X2,(1A) 0.27X2,1X2,(1A)X2,a,代入數(shù)據(jù)得X2,1 0.04,所以X1,2 X2,1 0.045.兩塊平行放置的大平板的表面發(fā)射率均為 0.8,溫度分別為t1=527C和t2=27C,板的間距遠小于板的寬與高。試計算（ 1）板1的本身輻射（2）對板1的投入輻射（3）板1的反射輻射（4）板1的有效輻射（5）板2的有效輻射（6）板1與2的輻射換熱量解：由于兩板間距極小，可視為兩無限大平壁間的輻 射換熱，輻射熱阻網(wǎng)絡如圖，包括空間熱阻和兩個表面輻射熱阻。￡=a=0.8,輻射換熱量計算公式為（11-29）文檔鑒賞文檔鑒賞11i11i1 2qi,212Aib2)4g8005.67 1004300100工工10.80.815176.7W/m'q1,2(EbiJi)Ai，同理qi,2J_2

7Eb2其中Ji和J2為板i和板2的有效輻射,將上式變換后得11 1J1Ebiqi,2119430.1W/m24c5 8005.6710010.81517.7-0.85.67迎5.67迎10010.81517.7-0.8je1 2J2b2q1,2224253.4W/m2故：(1)板1的本身輻射為 Ei iEbi0.84800 25.67 18579.5W/m2100(2)對板i的投入輻射即為板2的有效輻射GiJ24253.4W/m2(3)板i的反射輻射為,P1=1-(X=0.2,Gi1J2J1Ebii9430.ii8579.5850.68W/m2(4)板i的有效輻射為2 2Ji19430.1W/m2(5)板2的有效輻射為J24253.4W/m2(6)由于板1與2間的輻射換熱量為： qi,215i76.7W/m26,設保溫瓶的瓶膽可看作直徑為 10cm高為26cm的圓柱體，夾層抽真空，夾層兩內表面發(fā)射率都為0.05。試計算沸水剛注入瓶膽后,壁壁溫可近似取為100c及20C解初始時刻水溫的平均下降速率。夾層兩AiCbTiT2A(EbE解q—1b2)i00i00DhCb4Tii00i00，代文檔鑒賞文檔鑒賞入數(shù)據(jù)得 1,21.42w,而12rcmTT1,2tcm,查附錄知100CcV33958.4Kg/m水的物性參數(shù)為C4.22KJ/Kg.C,