傳熱學(xué)第三章答案-wenkub
2023-07-12 12:47:06 本頁面
【正文】 2/10－6m2/s。7. 什么是分非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的乘積解法,他的使用條件是什么?答；對于二維或三維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的解等于對應(yīng)幾個一維問題解的乘積，其解的形式是無量綱過余溫度，這就是非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的乘積解法，其使用條件是恒溫介質(zhì)，第三類邊界條件或邊界溫度為定值、初始溫度為常數(shù)的情況。6. 試說明Bi數(shù)的物理意義。5. 有人認(rèn)為,當(dāng)非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程經(jīng)歷時間很長時,： 這個圖表明,物體中各點的過余溫度的比值與幾何位置及Bi有關(guān),物體中各點的溫度應(yīng)趨近流體溫度,所以兩者是有矛盾的。3. 試說明”無限大平板”物理概念,并舉出一二個可以按無限大平板處理的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題 答；所謂“無限大”平板，是指其長寬尺度遠大于其厚度，從邊緣交換的熱量可以忽略不計，當(dāng)平板兩側(cè)換熱均勻時，熱量只垂直于板面方向流動。第三章思考題1. 試說明集中參數(shù)法的物理概念及數(shù)學(xué)處理的特點 答：當(dāng)內(nèi)外熱阻之比趨于零時，影響換熱的主要環(huán)節(jié)是在邊界上的換熱能力。如薄板兩側(cè)均勻加熱或冷卻、爐墻或冷庫的保溫層導(dǎo)熱等情況可以按無限大平板處理。你是否同意這種看法,說明你的理由。及各代表什么樣的換熱條件?有人認(rèn)為, 代表了絕熱工況,你是否贊同這一觀點,為什么? 答；Bi數(shù)是物體內(nèi)外熱阻之比的相對值。”半無限大”的物體?半無限大物體的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱存在正規(guī)階段嗎? 答：所謂“半大限大”物體是指平面一側(cè)空間無限延伸的物體：因為物體向縱深無限延伸，初臉溫度的影響永遠不會消除，所以半死限大物體的非穩(wěn)念導(dǎo)熱不存在正規(guī)狀況階段。由此計算你可以得出什么結(jié)論？ 解：一維非穩(wěn)態(tài)無限大平板內(nèi)的溫度分布如下函數(shù)關(guān)系式： 不同材料的無限大平板，均處于第一類邊界條件（即）。試畫出棒中溫度分布隨時間變法的示意曲線及最終的溫度分布曲線。試畫出在非穩(wěn)態(tài)加熱過程中系統(tǒng)中的溫度分布隨時間的變化（包括電阻加熱器，管壁及被加熱的管內(nèi)流體）。解：假設(shè)：輻射加熱時表面熱源均勻；散熱略而不計．集總參數(shù)法分析3－6 一初始溫度為t的物體，被置于室溫為t的房間中。解：由題意知，固體溫度始終均勻一致，所以可按集總熱容系統(tǒng)處理 固體通過熱輻射散到周圍的熱量為： 固體通過對流散到周圍的熱量為： 固體散出的總熱量等于其焓的減小 即 3－7 如圖所示，一容器中裝有質(zhì)量為m、比熱容為c的流體，初始溫度為tO。管內(nèi)流體與容器中流體間的總傳熱系數(shù)k及傳熱面積A均為以知，k為常數(shù)。設(shè)物體與周圍環(huán)境的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h（常數(shù)），內(nèi)熱阻可以忽略，其他幾何、物性參數(shù)均以知，試列出其溫度隨時間變化的微分方程式并求解之。問欲使熱電偶的時間常數(shù)熱接點的直徑應(yīng)為多大？以知熱接點與氣流間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為，熱接點的物性為：，如果氣流與熱接點之間還有輻射換熱，對所需的熱接點直徑有何影響？熱電偶引線的影響忽略不計。設(shè)導(dǎo)線同一截面上的溫度是均勻的，導(dǎo)線的周長為P，截面積為Ac 比熱容為c，密度為電阻率為，與環(huán)境的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h，長度方向的溫度變化略而不計。設(shè)內(nèi)阻可以不計，其他的幾何、物性參數(shù)均以知。 解：由題意知 故可采用集總參數(shù)法處理。 解：故不采用集總參數(shù)法，改用諾漠圖 ，查附錄2圖1得 Fo＝2 3－15 一種火焰報警器采用低熔點的金屬絲作為傳熱元件，當(dāng)該導(dǎo)線受火焰或高溫?zé)煔獾淖饔枚蹟鄷r報警系統(tǒng)即被觸發(fā)，一報警系統(tǒng)的熔點為5000C，初始溫度為250C。今有兩個直徑為20mm的銀球，加熱到6000C后被分別置于200C的盛有靜止水的大容器及200C的循環(huán)水中。 解：本題表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)未知，即Bi數(shù)為未知參數(shù)，所以無法判斷是否滿足集總參數(shù)法條件。噴鍍過程大致如下：把陶瓷粉末注入溫度高達104K的等離子氣流中，在到達被噴鍍的表面之前，陶瓷粉末吸收等離子氣流的熱量迅速升溫到熔點并完全溶化為液滴，然后被沖擊到被噴鍍表面迅速凝固，形成一鍍層。3－18 直徑為1mm的金屬絲置于溫度為250C的恒溫槽中，其電阻值為。解: （） （） ， ，3－20 在一個無限大平板的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程中，測得某一瞬間在板的厚度方上的三點A、B、C處的溫度分別為，A與B及B與C各相隔1cm，材料的熱擴散率。流體與各表面間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)均可視為無限大。鋼棒可以近似地取用為200C時之值。解：因四周表面絕熱，這相當(dāng)于一個厚為的無限大平壁的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題，由圖36查得325 有一航天器，重返大氣層試殼體表面溫度為10000C，隨即落入溫度為50C的海洋中，設(shè)海水與殼體表面間的傳熱系數(shù)為，試問此航天器落入海洋后5min時表面溫度是多少？殼體壁面中最高溫度是多少？殼體厚，其內(nèi)側(cè)可認(rèn)為是絕熱的。為防止瓷磚脆裂，需待其溫度上升到100C以上才可操作，問需多少時間？已知瓷磚地。上式的通解為故得3－28 一塊后300mm的板塊鋼坯（％）的初溫為200C，送于溫度為12000C的爐子里單側(cè)加熱，不受熱側(cè)面可近似地認(rèn)為是絕熱的。試對此情況下噴管能承受的運行時間作一保守的估計。噴管材料的密度，導(dǎo)熱系數(shù)為。已知。該棒起初處于均勻溫度800K，然后突然被置于300K的氣流中冷卻，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，試確定將該棒的中心溫度降低到500K所需的時間。 34已知：兩個固體球，初溫為600K，=300K，=200mm，=20mm, , , , , .求：把兩個球表面冷卻到415K及把兩球中心冷卻到415K所需的時間，并對計算結(jié)果作出定性分析。已知材料的，試計算該材料的導(dǎo)熱系數(shù)。對于木材；對于人體對于木材。求：此降雨期間單位面積上所放出的熱量。35已知：要在寒冷地區(qū)埋設(shè)水管，把地球簡化成半無限大的物體，
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