【正文】 耗率第八章 導(dǎo)熱81一大平板，高3m，寬2m，導(dǎo)熱系數(shù)為45W/（m?K），兩側(cè)表面溫度分別為tw1=100℃、tw2=50℃，試求該板的熱阻、熱流量、熱流密度。解：熱阻為熱流量熱流密度82有一平板穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱，已知其厚度δ=25mm、面積A=、平板材料的平均導(dǎo)熱系數(shù)λ=(m?K)，若單位時間導(dǎo)熱量Φ=，試求平板兩側(cè)的溫差。解：熱阻為平板兩側(cè)的溫差為83某房間的磚墻寬5m，高3m，墻的內(nèi)、外表面維持溫度為15℃和5℃，磚的導(dǎo)熱系數(shù)λ=(m?K)，求通過磚墻的散熱量解：熱阻為通過磚墻的散熱量為84空氣在一根內(nèi)徑為50mm、已知空氣平均溫度為100℃，管內(nèi)對流傳熱的表面系數(shù)h=50W/（m2?K），熱流密度q=5000W/m2，試求管壁溫度及熱流量。解：由熱流密度，可得管壁溫度熱流量85200mm厚的平面墻，其導(dǎo)熱系數(shù)λ1=(m?K)。為了使每平方米墻的熱損失不超過1830W，在墻外覆蓋了一層導(dǎo)熱系數(shù)λ2=(m?K)的保溫材料。已知復(fù)合壁的兩側(cè)溫度為1300℃和30℃，試確定保溫層應(yīng)有的厚度。解：由多層平壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的熱流密度，可得86蒸汽管道的內(nèi)外直徑分別為160mm和170mm，管壁導(dǎo)熱系數(shù)λ1=58W/(m? K)；管外有兩層保溫材料，第一層厚度δ2=30mm，導(dǎo)熱系數(shù)λ2=(m? K)；第二層厚度δ3=50mm，導(dǎo)熱系數(shù)λ3=(m? K)，蒸汽管的內(nèi)表面溫度tw1=300℃，保溫層外表面的溫度tw4=50℃。求每米管長總熱阻、每米管長熱損失和各層接觸面的溫度。解：由題意可得，，每米管長的總熱阻每米管長的熱損失由能量守恒，可得第一層的熱阻87一外徑為100mm、內(nèi)徑為85mm的蒸汽管道，其內(nèi)表面溫度為180℃，現(xiàn)采用導(dǎo)熱系數(shù)λ=(m? K)的保溫材料進行保溫，若要求外表面溫度不高于40℃，蒸汽管允許的熱損失ql=。問保溫材料的厚度應(yīng)為多少？解：蒸汽管道熱阻為通常由金屬制成，其導(dǎo)熱系數(shù)，所以由題意可得保溫材料的厚度為或者設(shè)管壁材料的導(dǎo)熱系數(shù)為λ1=40W/(m? K)保溫材料的厚度為88鍋爐過熱器合金鋼管的內(nèi)、外徑直徑分別為32mm和42mm，導(dǎo)熱系數(shù)λ1=(m? K)，過熱器鋼管內(nèi)、外壁面溫度分別為tw1=560℃、tw2=580℃。試求：（1）不積灰時每米管長的熱流量ql；（2）倘若管外積有1mm厚的煙灰，其導(dǎo)熱系數(shù)λ2=(m? K)，如總溫度保持不變，求此時每米管長的熱流量。解：（1）不積灰時每米管長的熱流量（2）表面積灰時89一單層玻璃窗，寬1m，玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)λg=(m? K)，室內(nèi)、外的空氣溫度分別為20℃和5℃，室內(nèi)、外空氣與玻璃之間對流傳熱表面系數(shù)分別為h1=5W/(m2?K)、h2=20W/(m2?K)，試求玻璃窗的散熱損失。若其他條件不變，改用雙層玻璃窗，雙層玻璃間的空氣夾層厚度為3mm，夾層中的空氣完全靜止，空氣的導(dǎo)熱系數(shù)λa=(m? K)。再求玻璃的散熱損失。解：（1）單層玻璃時的散熱損失為（2）雙層玻璃是的散熱損失為810有一厚度δ=300mm的房屋外墻，熱導(dǎo)率λb=(m? K)。冬季，室內(nèi)空氣溫度t1=20℃，與墻內(nèi)壁面之間對流傳熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h1=4W/(m2?K)，室外空氣溫度t2=－3℃，與外墻之間對流傳熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h2=8W/(m2?K).如果不考慮熱輻射，（1）試求通過墻壁的傳熱系數(shù)、單位面積的傳熱量和內(nèi)外壁面溫度；（2）若內(nèi)墻表面增設(shè)厚10mm，λw=(m? K)的護墻板，其他條件不變，再求通過墻壁的傳熱系數(shù)、單位面積的傳熱量和內(nèi)外壁面溫度。解：（1）通過墻壁的傳熱系數(shù)為單位面積的傳熱量內(nèi)壁面溫度外壁面溫度（2））通過墻壁的傳熱系數(shù)為單位面積的傳熱量內(nèi)壁面溫度外壁面溫度811直徑50mm的金屬球，導(dǎo)熱系數(shù)λ=85W/(m? K)，熱擴散率a=105m2/s，初始時溫度均勻，等于300℃。今把銅球置于36℃的大氣中，若對流表面換熱系數(shù)為h=30W/（m2?K），試以集總參數(shù)法計算球達90℃時所需的時間。解：由題意可知，當(dāng)金屬球達到90℃時，過余溫度與初始過余溫度之比為體積與表面積之比為由于，所以、導(dǎo)熱系數(shù)λ=35W/(m? K)、比熱容為c=460J/(kg?K)，密度為ρ=7800kg/m3。初始時溫度均勻，為850℃。將其迅速置于40℃的大氣中冷卻，設(shè)其表面與周圍環(huán)境折合表面換熱系數(shù)為h=30W/(m2?K)，試以集總參數(shù)法計算鋼柱中心達100℃時所需的時間。解：由題意可知，當(dāng)金屬球達到100℃時，過余溫度與初始過余溫度之比為體積與表面積之比為由于，所以第十章 對流傳熱81一大平板，高3m，寬2m，導(dǎo)熱系數(shù)為45W/（m?K），兩側(cè)表面溫度分別為tw1=100℃、tw2=50℃，試求該板的熱阻、熱流量、熱流密度。解：熱阻為熱流量熱流密度82有一平板穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱，已知其厚度δ=25mm、面積A=、平板材料的平均導(dǎo)熱系數(shù)λ=(m?K)，若單位時間導(dǎo)熱量Φ=，試求平板兩側(cè)的溫差。解：熱阻為平板兩側(cè)的溫差為83某房間的磚墻寬5m，高3m，墻的內(nèi)、外表面維持溫度為15℃和5℃，磚的導(dǎo)熱系數(shù)λ=(m?K)，求通過磚墻的散熱量解：熱阻為通過磚墻的散熱量為84空氣在一根內(nèi)徑為50mm、已知空氣平均溫度為100℃，管內(nèi)對流傳熱的表面系數(shù)h=50W/（m2?K），熱流密度q=5000W/m2，試求管壁溫度及熱流量。解：由熱流密度，可得管壁溫度熱流量85200mm厚的平面墻，其導(dǎo)熱系數(shù)λ1=(m?K)。為了使每平方米墻的熱損失不超過1830W，在墻外覆蓋了一層導(dǎo)熱系數(shù)λ2=(m?K)的保溫材料。已知復(fù)合壁的兩側(cè)溫度為1300℃和30℃，試確定保溫層應(yīng)有的厚度。解：由多層平壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的熱流密度，可得86蒸汽管道的內(nèi)外直徑分別為160mm和170mm，管壁導(dǎo)熱系數(shù)λ1=58W/(m? K)；管外有兩層保溫材料，第一層厚度δ2=30mm，導(dǎo)熱系數(shù)λ2=(m? K)；第二層厚度δ3=50mm，導(dǎo)熱系數(shù)λ3=(m? K)，蒸汽管的內(nèi)表面溫度tw1=300℃，保溫層外表面的溫度tw4=50℃。求每米管長總熱阻、每米管長熱損失和各層接觸面的溫度。解：由題意可得，，每米管長的總熱阻每米管長的熱損失由能量守恒，可得第一層的熱阻87一外徑為100mm、內(nèi)徑為85mm的蒸汽管道，其內(nèi)表面溫度為180℃，現(xiàn)采用導(dǎo)熱系數(shù)λ=(m? K)的保溫材料進行保溫，若要求外表面溫度不高于40℃，蒸汽管允許的熱損失ql=。問保溫材料的厚度應(yīng)為多少？解：蒸汽管道熱阻為通常由金屬制成，其導(dǎo)熱系數(shù)，所以由題意可得保溫材料的厚度為或者設(shè)管壁材料的導(dǎo)熱系數(shù)為λ1=40W/(m? K)保溫材料的厚度為88鍋爐過熱器合金鋼管的內(nèi)、外徑直徑分別為32mm和42mm，導(dǎo)熱系數(shù)λ1=(m? K)，過熱器鋼管內(nèi)、外壁面溫度分別為tw1=560℃、tw2=580℃。試求：（1）不積灰時每米管長的熱流量ql；（2）倘若管外積有1mm厚的煙灰，其導(dǎo)熱系數(shù)λ2=(m? K)，如總溫度保持不變，求此時每米管長的熱流量。解：（1）不積灰時每米管長的熱流量（2）表面積灰時89一單層玻璃窗，寬1m，玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)λg=(m? K)，室內(nèi)、外的空氣溫度分別為20℃和5℃，室內(nèi)、外空氣與玻璃之間對流傳熱表面系數(shù)分別為h1=5W/(m2?K)、h2=20W/(m2?K)，試求玻璃窗的散熱損失。若其他條件不變，改用雙層玻璃窗，雙層玻璃間的空氣夾層厚度為3mm，夾層中的空氣完全靜止，空氣的導(dǎo)熱系數(shù)λa=(m? K)。再求玻璃的散熱損失。解：（1）單層玻璃時的散熱損失為（2）雙層玻璃是的散熱損失為810有一厚度δ=300mm的房屋外墻，熱導(dǎo)率λb=(m? K)。冬季，室內(nèi)空氣溫度t1=20℃，與墻內(nèi)壁面之間對流傳熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h1=4W/(m2?K)，室外空氣溫度t2=－3℃，與外墻之間對流傳熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h2=8W/(m2?K).如果不考慮熱輻射，（1）試求通過墻壁的傳熱系數(shù)、單位面積的傳熱量和內(nèi)外壁面溫度；（2）若內(nèi)墻表面增設(shè)厚10mm，λw=(m? K)的護墻板，其他條件不變，再求通過墻壁的傳熱系數(shù)、單位面積的傳熱量和內(nèi)外壁面溫度。解：（1）通過墻壁的傳熱系數(shù)為單位面積的傳熱量內(nèi)壁面溫度外壁面溫度（2））通過墻壁的傳熱系數(shù)為單位面積的傳熱量內(nèi)壁面溫度外壁面溫度811直徑50mm的金屬球，導(dǎo)熱系數(shù)λ=85W/(m? K)，熱擴散率a=105m2/s，初始時溫度均勻，等于300℃。今把銅球置于36℃的大氣中，若對流表面換熱系數(shù)為h=30W/（m2?K），試以集總參數(shù)法計算球達90℃時所需的時間。解：由題意可知，當(dāng)金屬球達到90℃時，過余溫度與初始過余溫度之比為體積與表面積之比為由于，所以、導(dǎo)熱系數(shù)λ=35W/(m? K)、比熱容為c=460J/(kg?K)，密度為ρ=7800kg/m3。初始時溫度均勻，為850℃。將其迅速置于40℃的大氣中冷卻，設(shè)其表面與周圍環(huán)境折合表面換熱系數(shù)為h=30W/(m2?K)，試以集總參數(shù)法計算鋼柱中心達100℃時所需的時間。解：由題意可知，當(dāng)金屬球達到100℃時，過余溫度與初始過余溫度之比為體積與表面積之比為由于，所以 79 / 79