傳熱學第六章答案

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1、第六章復習題1、什么叫做兩個現(xiàn)象相似，它們有什么共性？答：指那些用相同形式并具有相同內(nèi)容的微分方程式所描述的現(xiàn)象，如果在相應的時刻與相應的地點上與現(xiàn)象有關(guān)的物理量一一對于成比例，則稱為兩個現(xiàn)象相似。凡相似的現(xiàn)象，都有一個十分重要的特性，即描述該現(xiàn)象的同名特征數(shù)（準則）對應相等。（1）初始條件。指非穩(wěn)態(tài)問題中初始時刻的物理量分布。（2）邊界條件。所研究系統(tǒng)邊界上的溫度（或熱六密度）、速度分布等條件。（3）幾何條件。換熱表面的幾何形狀、位置、以及表面的粗糙度等。（4）物理條件。物體的種類與物性。2．試舉出工程技術(shù)中應用相似原理的兩個例子．3．當一個由若干個物理量所組成的試

2、驗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)目較少的無量綱以后，這個試驗數(shù)據(jù)的性質(zhì)起了什么變化？4．外掠單管與管內(nèi)流動這兩個流動現(xiàn)象在本質(zhì)上有什么不同？5、對于外接管束的換熱，整個管束的平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)只有在流動方向管排數(shù)大于一定值后才與排數(shù)無關(guān)，試分析原因。答：因后排管受到前排管尾流的影響（擾動）作用對平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的影響直到10排管子以上的管子才能消失。6、試簡述充分發(fā)展的管內(nèi)流動與換熱這一概念的含義。答：由于流體由大空間進入管內(nèi)時，管內(nèi)形成的邊界層由零開始發(fā)展直到管子的中心線位置，這種影響才不發(fā)生變法，同樣在此時對流換熱系數(shù)才不受局部對流換熱系數(shù)的影響。7、什么叫大空間自然對流換熱？什么叫

3、有限自然對流換熱？這與強制對流中的外部流動和內(nèi)部流動有什么異同？答：大空間作自然對流時，流體的冷卻過程與加熱過程互不影響，當其流動時形成的邊界層相互干擾時，稱為有限空間自然對流。這與外部流動和內(nèi)部流動的劃分有類似的地方，但流動的動因不同，一個由外在因素引起的流動，一個是由流體的溫度不同而引起的流動。8．簡述射流沖擊傳熱時被沖擊表面上局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的分布規(guī)律．9．簡述的物理意義．數(shù)有什么區(qū)別？10．對于新遇到的一種對流傳熱現(xiàn)象，在從參考資料中尋找換熱的特征數(shù)方程時要注意什么？相似原理與量綱分析6－13、已知：一直管內(nèi)徑為16cm，流體流速為1.5m/s，平均溫度為10

4、℃，換熱進入充分發(fā)展階段。管壁平均溫度與液體平均溫度的差值小于10℃，流體被加熱。求：試比較當流體分別為氟利昂134a及水時對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的相對大小。解：由附錄10及13，10℃下水及R134a的物性參數(shù)各為：R134a：；水：；對R134a：對水：對此情形，R134a的對流換熱系數(shù)僅為水的38.2%。6－14、已知：下的空氣在內(nèi)徑為76mm的直管內(nèi)流動，入口溫度為65℃，入口體積流量為，管壁的平均溫度為180℃。求：管子多長才能使空氣加熱到115℃。解：定性溫度℃，相應的物性值為：在入口溫度下，，故進口質(zhì)量流量：，，先按計，空氣在115℃時，，65℃時，。故加

5、熱空氣所需熱量為：采用教材P165上所給的大溫差修正關(guān)系式：。所需管長：，需進行短管修正。采用式（5-64）的關(guān)系式：，所需管長為2.96/1.0775=2.75m。6－16、已知：初溫為30℃的水，以0.875kg/s的流量流經(jīng)一套管式換熱器的環(huán)形空間。該環(huán)形空間的內(nèi)管外壁溫維持在100℃，換熱器外殼絕熱，內(nèi)管外徑為40mm，外管內(nèi)徑為60mm。求：把水加熱到50℃時的套管長度。在管子出口截面處的局部熱流密度是多少？解：定性溫度℃，查得：，，流體被加熱，按式（5-56），有：。由熱平衡式，得：。管子出口處局部熱流密度為6-19、已知：水以1.2m/s平均速度流入內(nèi)徑

6、為20mm的長直管。（1）管子壁溫為75℃，水從20℃加熱到70℃；（2）管子壁溫為15℃，水從70℃冷卻到20℃。求：兩種情形下的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，并討論造成差別的原因。解：（1）℃（2）因為加熱，近壁處溫度高，流體粘度減小，對傳熱有強化作用，冷卻時，近壁處溫度低，流體粘度增加，對傳熱有減弱作用。外掠平板對流換熱6-24、已知：一平板長400mm，平均壁溫為40℃。常壓下20℃的空氣以10m/s的速度縱向流過該板表面。求：離平板前緣50mm、100mm、200mm、300mm、400mm處的熱邊界層厚度、局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)及平均傳熱系數(shù)。解：空氣物性參數(shù)為離前緣50mm，

7、同理可得：離前緣100mm處離前緣200mm處離前緣300mm處離前緣400mm處6-25、已知：冷空氣溫度為0℃，以6m/s的流速平行的吹過一太陽能集熱器的表面。該表面尺寸為，其中一個邊與來流方向垂直。表面平均溫度為20℃。求：由于對流散熱而散失的熱量。解：℃10℃空氣的物性6-26、已知：一摩托車引擎的殼體上有一條高2cm、長12cm的散熱片（長度方向與車身平行）。℃，如果℃，車速為30km/h，而風速為2m/s，車逆風前行，風速與車速平行。求：此時肋片的散熱量。解：按空氣外掠平板的問題來處理。定性溫度℃，空氣的物性數(shù)據(jù)為，故流動為層流。6-42