传热学例题讲义.pptVIP

传热学习题;思考分析题;2、写出格拉晓夫准则（Gr数）的表达式及物理意义 ; 表示流体所受浮升力与粘滞力的相对大小 。;3、两块厚度相同的无限大平壁，分别由金属铜和木头制成。若保持其两侧表面温度对应相等，那么，在常物性、稳态导热的情况下两平壁内的温度分布是否相同？为什么？ ;相同。因为对于常物性、无内热源的无限大平壁的稳态导热，第一类边界条件下其温度分布（如下式）仅取决于边界温度，而与材料的导热系数无关。 ;4．非稳态导热物体可以用集总参数法分析的条件是什么？ ;导热物体内部导热热阻忽略不计，即任一时刻物体内温度相同。实用判别条件为： 或 （M是与物体几何形状有关的无量纲数）。 ;5、在气温为10oC的房间内用细绳吊一段直径均匀的圆柱冰块，过一段时间后，冰块的形状会发生哪些变化？冰块会在绳上完全融化吗？ ;由题意知，该冰柱的融化过程相当于竖圆柱的自然对流换热。根据竖壁自然对流换热的机理，由于冰柱壁面温度低于周围空气温度，故流体贴壁向下流动，边界层上部薄而下部厚。局部对流换热系数上部较大而下部较小，因此，虽然冰柱整个会慢慢融化，但是上部融化较快，其形状会变得上部细、下部粗，不等在绳上全部融化完就会掉在地上。 ;6、写出基尔霍夫定律的数学表达式，说明其含义及适用条件。 ;（1） ，物体辐射力与它对黑体辐射的吸收比之比等于同温下黑体的辐射力，适用条件：系统处于热平衡；（2） ，物体对黑体辐射的吸收比等于同温下该物体的发射率。（表明善于吸收的物体必善于发射，反之亦然。） 适用条件：实际物体与黑体投射辐射处于热平衡，或者为灰体。 ;7、冬天，在相同的室外温度条件下，为什么骑摩托车比步行时感到更冷些，一般要戴皮手套和护膝？ ;因为强制对流换热强度与流体壁面之间的相对速度有关，相对速度越大，对流换热越强。与步行相比，骑摩托车时相对速度较大，对流换热强度大些，因此人体会散失较多的热量从而感到更冷些。皮手套和护膝，由于透气性差、导热系数小，增加了传热热阻，降低了??热量，从而起到保暖作用。 ;8、灰体表面的有效辐射和本身辐射哪一个大些？ ;灰体表面的有效辐射大些。 ，因 ，则 。 ;9、用温度计测量管内高温空气的温度。温度计示数为ts，管内壁温度为tw，而空气实际温度为tf，则ts、tw、tf三者的相对大小如何？（按twtf及twtf两种情况说明。） ;若tw tf，则 tw ts tf，即测的温度偏高；若tw tf，则tw ts tf ，即测的温度偏低。 （原因：考虑到管壁对温度计的辐射传热。） ;10、绿色住宅的一种节能方式（夏天少用空调、冬天少用暖气）就是在其房屋前栽种几棵大型落叶乔木，试从传热学角度说明大树的作用。 ;夏天室内热负荷主要来自太阳辐射，如房屋前栽种几棵大树，枝叶繁茂会遮挡阳光，使房屋处于树荫下，可以凉快些，从而减少使用空调。到了冬天，树叶落光，太阳光线可直射到房屋上，因而又可推迟使用暖气时间或少用暖气。这样便可达到节能的目的。 ;11、利用肋化换热器来实现水与空气间的换热，若要强化传热，应将肋片加在空气侧还是水侧？为什么？ ;为强化传热，应将肋片加在空气侧。 原因：与水侧相比，空气侧对流换热系数较小、热阻较大，加肋片后可显著降低传热热阻，提高传热量。 ;计算题;解：本题为通过圆筒壁及保温层的传热问题。由题意知： 管道外壁壁温：;2、有一套管式换热器利用热水加热原油。热水进出口温度分别为95oC和50oC，热水流量为0.8 kg/s，比热为4.2 kJ/(kg.oC)；原油的进口温度为30oC，加热后变为60oC，原油比热为2.5 kJ/(kg.oC)。忽略换热器的热损失，问： （1）该换热器是逆流还是顺流？ （2）换热器的对数平均温差是多少？ （3）原油流量是多少？ （4）油水之间的换热量是多少？ ;解： （1）由题意知道， 由于原油出口温度大于热水出口温度，则判断为逆流。 （2）换热器端差： ， 则对数平均温差： （3）忽略换热器的热损失，根据热量平衡方程得到 ;（4）油水间的换热量为： ;3、冷却水以2m/s的流速在内径为D=25mm的直铜管内流动，其进口温度为20?C，铜管内壁温度为95?C，试求水被加热到60?C时所需的管长。 ;T ?C;解：这是一个管内强迫对流换热问题。 （1）确定定性温度及物性参数： 流体平均温度，