第一至五章作业题答案.ppt
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1、第一章 内容回顾,绪论: 1.传热学的研究内容及其在科学技术和工程中的应用 2.热能传递的三种基本方式(三定律) 3.传热过程和传热系数(热阻的倒数) 4.传热学的发展简史和研究方法,要求,1、能够从传热学角度解释一些换热现象。 2、三定律的应用,计算。 3、传热过程的分析、传热热阻计算。,1-1夏天的早晨,一个大学生离开宿舍时的温度为20。他希望晚上回到房间时的温度能够低一些,于是早上离开时紧闭门窗,并打开了一个功率为15W的电风扇,该房间的长、宽、高分别为5m、3m、2.5m。如果该大学生10h以后回来,试估算房间的平均温度是多少?,解:因关闭门窗户后,相当于隔绝了房间内外的热交换,但是电
2、风扇要在房间内做功产生热量:为 全部被房间的空气吸收而升温,空气在20时的比热为:1.005KJ/Kg.K,密度为1.205Kg/m3,所以 当他回来时房间的温度近似为32。,1-9 一砖墙的表面积为12 ,厚为260mm,平均导热系数为1.5W/(m.K)。设面向室内的表面温度为25,而外表面温度为-5,试确定次砖墙向外界散失的热量。 解:根据傅立叶定律有:,1-12 在一次测定空气横向流过单根圆管的对流 换热实验中,得到下列数据:管壁平均温度tw=69, 空气温度tf=20,管子外径 d=14mm,加热段 长 80mm,输入加热段的功率8.5w,如果全部热量 通过对流换热传给空气,试问此时
3、的对流换热表面 传热系数多大?,解:根据牛顿冷却公式 所以 49.33W/(m .k),1-20 半径为0.5 m的球状航天器在太空中飞行,其表面发射率为0.8。航天器内电子元件的散热总共为175W。假设航天器没有从宇宙空间接受任何辐射能量,试估算其表面的平均温度。,解:电子原件的发热量航天器的辐射散热量即: =187K,1-24 在附图所示的稳态热传递过程中,已知: , , mm, mm, W/(m.K), W/(m.K), W/(m .K)。试计算单位面积所传递的热量。,=225.35KW,第二章 内容,1、导热基本定律 导热机理、温度场、定律表达 2、导热问题的数学描写(微分方程、定解条
4、件、热扩散率) 3、典型一维稳态导热问题的分析解 平壁、圆筒壁(单层、多层) 4、通过肋片的导热 5、具有内热源的一维导热问题(数学描述) 6、多维稳态导热的求解(形状因子),要求,1、温度场、等温面(线)、温度梯度等概念、导热系数和热扩散率的定义、意义 2、能写出典型简单几何形状物体导热问题的数学描述表达式 3、导热问题的微分方程(推导、应用) 4、定解条件表达 5、单层、多层平壁,圆筒壁的分析解方程 6、肋片换热热平衡,肋片换热量简化计算 7、具有内热源一维导热问题的数学描述,第二章作业题,2-4 一烘箱的炉门由两种保温材料A及B组成,且 (见附图)。已知 , , 烘箱内空气 温度 ,内壁
5、面的总表面传热系数 。为安全起见,希望烘箱炉门的 外表面温度不得高于50。设可把炉门导热作为一维问题处理,试决定所需保温材料的厚度。环境温度 25,外表面总传热系数 。,解:热损失为,2-18 在一根外径为100mm的热力管道外拟包覆两层绝热材料,一种材料的导热系数为0.06 ,另一种为0.12 ,两种材料的厚度都取为75mm,试比较把导热系数小的材料紧贴管壁,及把导热系数大的材料紧贴管壁这两种方法对保温效果的影响,这种影响影响对于平壁的情形是否存在?假设在两种做法中,绝热层内外表面的总温差保持不变。,解:将导热系数小的材料紧贴壁管 将导热系数大的材料紧贴壁管则 故导热系数大的材料紧贴管壁其保
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