傳熱學經典例題

1、1-2理發(fā)吹風器的結構示意圖如附圖所示，風道的流通面積2A 60cm，進入吹風器的空氣壓力P 100kPa，溫度ti 25 C。要求 吹風器出口的空氣溫度t2 47 C,試確定流過吹風器的空氣的質量 流量以及吹風器出口的空氣平均速度。電加熱器的功率為1500W。解：1-10 一爐子的爐墻厚13cm，總面積為20 m2，平均導熱系數(shù)為 1.04w/m.k，內外壁溫分別是520 C及50 C。試計算通過爐墻的熱 損失。如果所燃用的煤的發(fā)熱量是 2.09 X104kJ/kg，問每天因熱損 失要用掉多少千克煤？ 解：根據傅利葉公式Q 亠佃 20(52°50)75.2KW0.13每天用煤24

2、3600 75.22.09 104310.9Kg /d1-11夏天，陽光照耀在一厚度為40mm的用層壓板制成的木門外表 面上，用熱流計測得木門內表面熱流密度為 15W/m 2。外變面溫度 為40C,內表面溫度為30C。試估算此木門在厚度方向上的導熱 系數(shù)。解:15 0.0440 300.06W/( m.K)1-12在一次測定空氣橫向流過單根圓管的對流換熱實驗中，得到下 列數(shù)據：管壁平均溫度tw=69 C,空氣溫度tf=20 C,管子外徑 d=14mm，加熱段長80mm，輸入加熱段的功率8.5w，如果全部熱 量通過對流換熱傳給空氣，試問此時的對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)多 大？解：根據牛頓冷卻公式q 2

3、 rlh tw tfh所以dtw tf = 49.33W/(m 2.k)1-13對置于水中的不銹鋼束采用電加熱的方法進行壓力為1.013 105pa的飽和水沸騰換熱實驗。測得加熱功率為50W，不銹鋼管束外徑為4mm，加熱段長10mm，表面平均溫度為109 C。試 計算此時沸騰換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。解：根據牛頓冷卻公式有Ah th A t 4423.2W/(m 2.K)1-17有兩塊無限靠近的黑體平行平板，溫度分別為T1，T2。試按黑體的性質及斯藩-玻爾茲曼定律導出單位面積上輻射換熱量的計算式。(提示：無限靠近意味著每一塊板發(fā)出的輻射能全部落到另一塊板 上。)解：由題意q1f 巧q2fT；44兩板

4、的換熱量為q(T1 t2)1-18宇宙空間可近似地看成為0K的真空空間。一航天器在太空中 飛行，其外表面平均溫度為250 C,表面發(fā)射率為0.7,試計算航天 器單位表面上的換熱量。解：q T4=0.75.67 10 8W /(m2.K4) 2504155 W/m21-20半徑為0.5 m的球狀航天器在太空中飛行，其表面發(fā)射率為0.8。航天器內電子元件的散熱總共為175W。假設航天器沒有從宇宙空間接受任何輻射能量，試估算其表面的平均溫度。4 解：電子原件的發(fā)熱量=航天器的輻射散熱量即：Q TT 4q a= 187K熱阻分析1-21有一臺氣體冷卻器，氣側表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) hi = 95W/(m 2.K

5、)，壁面厚 =2.5mm ,46.5W/(m-K)水側表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h2 5800w/(m 2 .K)。設傳熱壁可以看成平壁，試計算各個環(huán)節(jié)單位面積的熱阻及從氣到水的總傳熱系數(shù)。你能否指出，為了強化這一傳熱過程，應首先從哪一環(huán)節(jié)著手？ 解：158001.724 101 1 Ri-0.010526; R2- 遊55.376 10 5; Ra-h1246.5h2則h1 h22=94.7W/(m K)，應強化氣體側表面?zhèn)鳠帷?-23在鍋爐爐膛的水冷壁管子中有沸騰水流過，以吸收管外的火焰 及煙氣輻射給管壁的熱量。試針對下列三種情況，畫出從煙氣到水 的傳熱過程的溫度分布曲線：(1) 管子內外均干凈；(2) 管內結水垢，但沸騰水溫與煙氣溫度保持不變；(3) 管內結水垢，管外結灰垢，沸騰水溫及鍋爐的產氣率不變。 解：1-26有一臺傳熱面積為12 m2的氨蒸發(fā)器，氨液的蒸發(fā)溫度為0C,被冷卻水的進口溫度