【文章內(nèi)容簡介】 q=2637 ， Q=263712=31644 W驗(yàn)算界面溫度：100031644[(12)]=℃（2），重復(fù)上述步驟：λMg=103（1000+）/2=λ粘土=+103（+100）/2=q=+q=2786 ，此時(shí)界面溫度為：10002786（）=℃（3）℃仍相差較大，再重復(fù)計(jì)算一次：λMg=103（1000+）/2=λ粘土=+103（+100）/2=q=+q= ，此時(shí)界面溫度為：（）=℃ 試算結(jié)束。 Q=12=33354 W 2120. 某熱風(fēng)管道，管壁導(dǎo)熱系數(shù)λ=58 .℃1，內(nèi)徑d1=85mm，外徑d2=100mm，內(nèi)表面溫度t1=150℃，現(xiàn)擬用硅酸鋁纖維氈保溫，其導(dǎo)熱系數(shù)λ= .℃1，若要求保溫層外壁溫度不高于40℃，允許的熱損失為QL= ，試求硅酸鋁纖維氈保溫層的最小厚度。Solution: 本題屬于圓筒壁的一維穩(wěn)定導(dǎo)熱問題，據(jù)題意有：圓筒壁：d1=85mm，d2=100mm，λ1=58 .℃，t1=150℃硅酸鋁纖維氈：設(shè)其最小厚度為δ2，λ2= .℃，t3=40℃線熱流量QL= ，則, 由圓筒壁的線熱流量計(jì)算公式：QL=t1t312πλ1lnr2r1+12πλ2lnr3r2=2π(15040)+由此求得r3=100 mm硅酸鋁纖維氈保溫層的最小厚度為：r3r2=10050=50 mm2124. 某工廠用φ1705mm的無縫鋼管輸送水蒸氣。為了減少沿途的熱損失，在管外包覆兩層絕熱材料，第一層為厚30mm的礦渣棉， .℃1，第二層為厚30mm的石灰棉， .℃1。管內(nèi)壁溫度為300℃，保溫層外表面溫度為40℃，管道長為50m。試求該管道的散熱量。Solution: 本題屬于多層圓筒壁的一維穩(wěn)定導(dǎo)熱問題，據(jù)題意有：t1=300℃, t4=40℃, 無縫鋼管（碳鋼）的導(dǎo)熱系數(shù)為~52 .℃1Q=t1t412πλ1Llnr2r1+12πλ2Llnr3r2+12πλ3Llnr4r3=2π50300401λ1ln8580++=++==14186 WResults: 金屬的導(dǎo)熱系數(shù)λ很大（~420 .℃1）。由上述計(jì)算可知，若金屬壁不太厚時(shí)，其熱阻可以忽略不計(jì)。2127. 一雙層玻璃窗，，玻璃（熱導(dǎo)率λ1=.℃1）厚3mm，中間空氣隙（λ2=102 .℃1）厚7mm。 求其導(dǎo)熱熱阻，并與單層玻璃窗比較（設(shè)空氣隙僅起導(dǎo)熱作用）。Solution: 1）雙層玻璃窗：最外層玻璃的熱阻：Rλ1=δ/λ1A=()= ℃.W1中間空氣隙的熱阻：Rλ1=δ/λ2A=()= ℃.W1因此，總導(dǎo)熱熱阻為：2+= ℃.W12）單層玻璃窗：導(dǎo)熱熱阻即為Rλ1= ℃.W1單層玻璃窗的熱阻僅相當(dāng)于雙層玻璃窗熱阻的() 100=% (Convective heat transfer)P219. 2212. 水流過長l=5m的直管時(shí)，從入口溫度tf’=15℃被加熱到出口溫度tf’’=45℃。管子內(nèi)徑d=20mm，水的流速u=。求對流傳熱系數(shù)α。Solution: 管內(nèi)流動時(shí)，取流體進(jìn)、出口溫度的算術(shù)平均值，即水的定性溫度為t=( tf’+ tf’’)/2=30℃。查表得，水的密度為ρ=，水的粘度μ=，導(dǎo)熱系數(shù)λ= .℃1，普蘭特?cái)?shù)Pr=則：雷諾數(shù)Re= duρ/μ=2(105)=49710104, 屬于管內(nèi)強(qiáng)制紊流故可選用經(jīng)驗(yàn)公式公式：α=（λ/d） =() == .℃1因l/d=5/=25050, 不要考慮εL。 題中未告知管壁溫度tw，可不考慮熱流方向的修正εt！2216. 冷卻水在φ192mm。水溫由288K升至298K。求管壁對水的對流傳熱系數(shù)α。Solution: 定性溫度t=(15+25)/2=20℃查表得：ρ水= μ=，λ=.℃1，普蘭特?cái)?shù)Pr=則：雷諾數(shù)Re= duρ/μ=1(105)=14910104, 屬于管內(nèi)強(qiáng)制紊流。故可選用經(jīng)驗(yàn)公式公式：α=（λ/d） =() ==4365 .℃1因l/d=2/=13350, 不要考慮εL；管壁與流體溫度差不知道，不考慮熱流方向的修正εt。2218. 常壓下，45℃、長2m的圓管。管壁外側(cè)利用蒸汽冷凝加熱使管內(nèi)壁面維持恒溫100℃。試計(jì)算管內(nèi)壁與空氣之間的平均對流傳熱系數(shù)α和熱流密度q，并計(jì)算空氣出口溫度。Solution: 雷諾數(shù)Re= duρ/μ=(105)=17432300, 屬于管內(nèi)強(qiáng)制層流100℃的空氣的粘度μw=。設(shè)定空氣的出口溫度為t出=75℃，則定性溫度t=（45+70）/2=60℃，有：μ=，ρ=, Pr=, Re=(105)=1582，λ=因Re2300, RePr(d/l)=1582()=, l/d=8060Nu=()1/3(d/l)1/3(μ/μw) =(1582) 1/3() 1/3() ==對流傳熱系數(shù)α=Nu（λ/d）=℃1又由： αA△t=ρQvCp△t’ 即α△t=ρuA’Cp△t’, 代入數(shù)據(jù)得：(2) （10060）=()1005△t’ 得△t’=51℃， 即t’出=96℃ [△t’: 空氣進(jìn)、出口溫度差；△t：壁面溫度100℃與流體主流區(qū)溫度的平均值（定性溫度）之差 ]以t’出=96℃替代前面的t出，即設(shè)定t出=96℃，重復(fù)上述各步驟。定性溫度為70℃，μ=，ρ=, Pr=, Re=(105)=1499，λ=Nu=()1/3(d/l)1/3(μ/μw) 但[.(d/l)]1/3100???? =(1499) 1/3() 1/3() ==α=Nu（λ/d）=℃1得△t’=40℃， 即t’出=85℃還可再返回算一次。2220. ，管長20m，空氣入口溫度為32℃，出口為68℃。試計(jì)算空氣與管壁間的對流傳熱系數(shù)。如果空氣流速增加一倍，其他條件均不變，對流傳熱系數(shù)又為多少？（設(shè)管壁溫度為90℃）Solution: 1）據(jù)題意，d=2=68mm=, u=4m/s, l=20m定性溫度t=(32+68)/2=50℃, t壁=90℃, 查表得定性溫度50℃下空氣的物性參數(shù)：μ=，ρ=, Pr=, λ=則有：Re=4(105)=15168104, 屬管內(nèi)強(qiáng)制紊流α=（λ/d） =() == .℃1 因l/d=20/=29450、 壁溫與定性溫度之間的溫差=9050=40℃50℃，兩者均無需校正。2）如果空氣流速增加一倍，其他條件均不變，Re’=2Re α’== .℃1Another Solution： 先求出單位時(shí)間內(nèi)空氣流經(jīng)鋼管所吸收的熱量Q，即Q=ρQVCP?t=(π4d2u)Cp?t =(4) 1005(6832) = W 再由Q=αA?t39。=α(πdl)(twtf) α=Qπdl?t=20(9050)= .℃1Why ？？？？Radiative heat transferP234. 234. 將一外徑為50mm，長為10m的氧化鋼管敷設(shè)在與管徑相比很大的車間內(nèi)，車間內(nèi)石灰粉刷壁面的溫度為27℃，石灰粉刷壁ε=。求鋼管的外壁溫度為250℃時(shí)的輻射熱損失。解：氧化鋼管1的黑度ε1=，壁面2的黑度為ε2=，T1=523K, T2=300K, 據(jù)題意得，φ12=1，由于鋼管的輻射面積壁面面積，可用簡化的輻射傳熱公式進(jìn)行計(jì)算，即Q=ε1CbA1[(T1100)4(T2100)4]=(10) [] == W235. 兩平行的大平板，放置在空氣中相距5mm，溫度為350K；，溫度為300K。若