冶金传输原理-热量传输-第8章 试题库.docVIP

第8章 辐射换热 题1、试分别计算温度为2000K和5800K的黑体的最大单色辐射力所对应的波长。 解：根据 题2、试分别计算30℃和300℃黑体的辐射力。 解：30℃时， 300℃时， 题3、人体的皮肤可近似按灰体处理，假定人体皮肤温度为35℃，发射率求人体皮肤的辐射力。 解：略 题4、液氧储存容器为下图所示的双壁镀银夹层结构。已知镀银夹层外壁温度内壁温度镀银壁的发射率试求容器壁每单位面积的辐射换热量。 题4示意图 液氧储存容器 解：因为容器夹层的间隙很小，本题可认为属于无限大平行平板间的辐射换热问题。先算得两表面的绝对温度 容器壁单位面积的辐射换热量可用式（8.16）计算 题5、在金属铸型中铸造镍铬合金板铸件。由于铸件凝固收缩和铸型受热膨胀，铸件和铸型形成厚1mm的空气隙。已知气隙两侧铸型和铸件的温度分别为300℃和600℃，铸型和铸件的表面发射率分别为0.8和0.67。试求通过气隙的热流密度。已知空气在450℃时的 解：由于气隙尺寸很小，对流难以发展而可以忽略，热量通过气隙依靠辐射换热和导热两种方式。 辐射换热量可用式（8.16）计算 导热换热量可用式（6.12）计算 通过气隙的热流密度=15400+16400=31800 W/m2 题6、为了减少铸件热处理时的氧化和脱碳，采用马弗炉间接加热铸件。这种炉子有马弗罩把罩外的燃气与罩内的物料隔开，马弗罩如下图所示。已知马弗罩的温度罩内底架上平行放置一块被加热的1m长的金属棒材，棒材截面为50mm×50mm,棒材表面发射率试求金属棒材温度时马弗罩对棒材的辐射换热量。 题6示意图 马弗炉内加热物料示意图 1—马弗罩； 2—被加热物料 解：由于棒材的面积较马弗罩的面积小得多，根据公式（见教材例8.2） 其中 因此，当钢棒温度为400℃时，所接受的辐射热为 题7、将一根长1m、直径为2cm经一般研磨的钢棒投入1000℃的加热炉内，试求将钢棒从20℃加热到500℃的温度区间内所接受的平均辐射热为多少？已知钢棒表面发射率 解：钢棒由于吸收了热辐射，导致它的温度上升，由于钢棒的面积较炉膛的面积小得多，根据公式 其中 于是钢棒投入炉内时的热辐射量为 当温度升至500℃时，钢棒所接受的辐射热为 因此，钢棒吸收的平均辐射热为 题8、某燃烧加热室内的火焰平均温度为1000℃。计算为使火焰的辐射传热增加一倍，应当使火焰燃烧的温度升高到多少？假定被燃烧的物体的平均温度为400℃，火焰及被燃烧物表面的辐射率均为定值。 解：略 题9、计算车间内蒸汽管道外表面的辐射散热损失（见下图）已知管道保温层外径外壁温度室温另外，可取保温材料的表面发射率为0.9。 题9示意图 解：略 题10、一长0.5m、宽0.4m、高0.3m的小炉窑，窑顶和四周壁温度为300℃，发射率为0.8；窑顶温度为150℃，发射率为0.6.试计算窑顶和四周壁面对底面的辐射产热量。（提示：炉窑有6个面，但窑顶及四周壁面的温度和发射率相同，可视为表面1，而把底面作为表面2）. 题10示意图 解：本题属于有两个表面组成的封闭系统（见教材图8.6 （c）） 由题给条件，得 于是，窑顶和四周壁面对底面的辐射传热量为 题11、某燃气轮机燃烧室壁面保持500℃，燃气温度为1000℃，燃气对包壁辐射的发射率燃烧室内壁可视为发射率为0.8的灰体，试计算燃气与每单位包壁面积的辐射换热量。 解：本题为气体与固体壁面间的辐射换热，可直接用公式（8.32）求解 题12、两块无限大的平行平板，其发射率均为0.6，温度分别为648.9℃和426.6℃，两平板间充满了压力为的CO2气体，已知两平板间距为76.2mm时的试求两个平板间每平方米面积的辐射换热量。 解：由 有 解得 本题为气体与固体壁面间的辐射换热，可直接用公式（8.32）求解 题13、两块平行放置的钢板，其间距远小于长和宽，已知钢板的温度分别为500℃和25℃，黑度均为0.8。若将钢板视为灰体，试计算： 钢板两表面的自身辐射； 钢板两表面间的辐射换热。 解：（1）温度为500℃的钢板的辐射力为： 温度为25℃的钢板的辐射力为： （2）两平板平行放置，，故 则两平板间的辐射换热为： 题14、某一辐射换热器，内径1.2m,长2.5m,内表面黑度为0.85，壁面温度 为650℃，流过烟气温度为950℃，烟气黑度为0.149，求辐射换热量。 解：略 题15、一敞口面积为2m2的钢液包，满钢水后，装有200t的钢液。已知开始液面温度为1600℃，钢液表面黑度为0.35，钢液平均热容为700J/(kg·℃).试计算：（1）开始瞬间钢包口辐射散热为多少？（2）开始时钢液因辐射引起的降温速率