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《熱工學(xué)-傳熱習(xí)題解讀.docx》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、1.一大平板，高3m，寬2m，厚0.02m，導(dǎo)熱系數(shù)為45W/(m·K)，兩側(cè)表面溫度分別為t1100℃、t250℃，試求該板的熱阻、熱流量、熱流密度。解：解：由傅立葉導(dǎo)熱定律：熱阻R＝0.027.407K/Wm245A3熱流量tw1tw2＝3100－50675000WA2450.02熱流密度q675000＝112500W/m2A322.空氣在一根內(nèi)徑50mm，長2.5m的管子內(nèi)流動(dòng)并被加熱，已知空氣平均溫度為80℃，管內(nèi)對(duì)流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h=70W/(m2·K)，熱流密度為q=5000W/m2，試求管壁溫度及熱流量。解：由牛頓冷卻公式：qhtwtf得到twq
2、500080151.42Ctf70hqAqdl50000.052.51963.50W3．爐墻由一層耐火磚和一層紅磚構(gòu)成，厚度都為250mm，熱導(dǎo)率分別為0.6W/(mK)和0.4W/(mK)，爐墻內(nèi)外壁面溫度分別維持700C和80C不變。（1）試求通過爐墻的熱流密度；（2）如果用熱導(dǎo)率為0.076W/(mK)的珍珠巖混凝土保溫層代替紅磚層并保持通過爐墻的熱流密度及其它條件不變，試確定該保溫層的厚度。解：多層平壁的導(dǎo)熱量計(jì)算:tw1tw2＝70080595.2W/m2q0.250＋0.2501＋2120.60.4tw1tw2＝70080又q0.250＋595.21+2
3、2120.60.076得到：247.5mm4．熱電廠有一外徑為100mm的過熱蒸汽管道（鋼管），用熱導(dǎo)率為0.04W/(mK)的玻璃綿保溫。已知鋼管外壁面溫度為400C，要求保溫層外壁面溫度不超過50C，并且每米長管道的散熱損失要小于160W，試確定保溫層的厚度。解：圓筒壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱：tw1tw2＝40050qlnd216011lnd22d120.040.1解得d2173.3mmd2d136.65mm保溫層厚度為25．某過熱蒸汽管道的內(nèi)、外直徑分別為150mm和160mm，管壁材料的熱導(dǎo)率為45W/(mK)。管道外包兩層保溫材料：第一層厚度為40mm，熱導(dǎo)率為0.1
4、W/(mK)；第二層厚度為50mm，熱導(dǎo)率為0.16W/(mK)。蒸汽管道內(nèi)壁面溫度為400C，保溫層外壁面溫度為50C。試求：（1）各層導(dǎo)熱熱阻；（2）每米長蒸汽管道的散熱損失；（3）各層間的接觸面溫度。解：R121lnd21ln1600.000228mK/W1d1245150R21lnd31ln2400.277mK/W22d220.1160R31d413400.346mK/W2ln20.16ln3d3240圓筒壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱計(jì)算：ltw1tw4＝40050353.1W/mR1R2R30.0002280.6450.346twtwtwtwtwtw412233由lR1R
5、2R3，得：tw2tw1lR1400353.10.000228399.92400Ctw3tw4lR350353.10.346172.17C6．已知某蒸汽管線的外徑為108mm，表面溫度為350℃。為降低熱損失敷設(shè)保溫層，要求保溫層的外表面溫度不能超過60℃。保溫材料的熱導(dǎo)率與溫度的關(guān)系為λ=0.045+0.000214tW/(mK)(t的單位為℃)。為將熱損失控制在200W/m以內(nèi)，試確定所需的保溫層厚度。解：設(shè)所需的保溫層厚度為mm，則保溫層外徑為d2=d1+2=108+2。tw1=350oCtw260oCl≤200W/m計(jì)算時(shí)取tw2=60oCl=200W/m圓
6、筒壁的平均溫度：t=(tw1+tw2)/2=(350+60)/2=205℃平均熱導(dǎo)率：=0.045+0.000214t=0.045+0.000214×205=0.08887W/(mK)ltw1tw22001lnd22d1lnd22(tw1tw2)23.140.08887(35060)0.8097d1l2000.8097242.092（3分）d2d167.35mm（2分）d2d1e27．熱電偶的熱接點(diǎn)可以近似地看作球形，已知其直徑d0.5mm、材料的密度8500kg/m3、比熱容c400J/(kgK)。熱電偶的初始溫度為25C，突然將其放入120C的氣流中，熱電偶表面
7、與氣流間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為90W/(m2K)，試求：（1）熱電偶的時(shí)間常數(shù)；（2）熱電偶的過余溫度達(dá)到初始過余溫度的1%時(shí)所需的時(shí)間。hR900.00050.0450.45。解:若Bi0.1成立，則必須一般熱電偶接點(diǎn)由金屬做成，其熱導(dǎo)率很大，存在0.45。故可用集總參數(shù)法計(jì)算。85004d3cV4002時(shí)間常數(shù)：c312.6shA2904d2hA當(dāng)eVcec0.01時(shí)，計(jì)算得到：0ln0.01cln0.0158.0shAVc8．將初始溫度為80C、直徑為20mm的紫銅棒突然橫置于溫度位20C、流速為12m/s的風(fēng)道中冷卻，5分鐘后紫銅棒的表面溫度降為34C。已
