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传输原理总复习举例

例题-1一圆筒壁的内、外表面温度分别为t1和t2（t1t2），导热系数随温度的变化呈线性关系，试推导热流量及温度的分布公式。例题-2为了确定气体的导热系数，常用如下装置：一圆管，加热导线沿轴线穿过。已测得：通过导线的电流I=0.5A;导线两端的电压E=3.6V；管长l=300mm；导线的直径d1=0.05mm；导线的温度t1=167oC；管子的内径d2=2.5mm；管壁内表面的温度t2=1500C。试确定管内气体的导热系数（假定导线和管子内表面均可看成是灰体，黑度分别为?1＝0.7和?2＝0.8）。[例题]24oC的空气以60m/s的速度外掠一块平板，平板保持216oC的板面温度，板长0.4米，试求平均表面传热系数（不计辐射换热）。解：为计算ReCr先算出定性温度例题-3

室温为10oC的大房间中有一个直径为10cm的烟筒，其竖直部分高1.5m，水平部分长15m。求烟筒的平均壁温为110oC时的对流散热速率。如图所示的两组平行平面，试用角系数的基本性质证明：例题-51如图所示，由三个垂直于纸面方向宽度很大的灰体表面构成的封闭系统。各表面的温度、面积和黑度分别为：T1、T2、T3；A1、A2、A3和?1、?2、?3。试绘出该辐射换热系统的网络图，列出各表面净辐射换热量的计算式。例题-62例题-4

例题-7如图所示的两组平行平面，试用角系数的基本性质证明：由角系数的性质解：根据角系数的相对性，有所以

例题-7试用你所学的传热学知识，说明保温瓶胆为什么能够保温？（以热水保温为例）

例题-1一圆筒壁的内、外表面温度分别为t1和t2（t1t2），导热系数随温度的变化呈线性关系，试推导热流量及温度的分布公式。解：(1)求热流量的公式。依题意有根据傅立叶定律分离变量对上式作定积分得

例题-1故式中解：(2)求温度分布公式令任意半径r处的温度为t,对上式从r1到r以及t1到t积分，得到

例题-2为了确定气体的导热系数，常用如下装置：一圆管，加热导线沿轴线穿过。已测得：通过导线的电流I=0.5A;导线两端的电压E=3.6V；管长l=300mm；导线的直径d1=0.05mm；导线的温度t1=167oC；管子的内径d2=2.5mm；管壁内表面的温度t2=1500C。试确定管内气体的导热系数（假定导线和管子内表面均可看成是灰体，黑度分别为?1＝0.7和?2＝0.8）。解：导线中耗散的功率应等于通过气体的导热量Qc与导线和管壁之间的辐射换热量Qr之和。

例题-2导线与管壁之间的气体相当于一个单层圆筒璧，根据圆筒璧的导热计算公式，有所以

例题-3内热阻相对于外热阻很小（Bi0.1)的物体被温度为tf的常温介质所冷却。物体的初始温度为ti，表面放热遵守牛顿定律，但放热系数不知道，只知道?1时刻物体的温度为t1。试求该物体温度随时间的变化关系。解：此题属于集总参数法的内容，其温度与时间的关系为式中?、F、?、c、V均为未知量，只知道?1时刻的温度为t1。代入(a)式得

例题-3两边取对数得将(b)式代入(a)式得两边取对数得

例题-4如果将密度为?、比热为c、体积为V、表面积为F、初始温度为ti的物体突然放置于温度为tf、放热系数为?的流体中，且Bi?0.1。试问：当物体的过余温度?＝t-tf分别等于初始过余温度?i＝ti-tf的1%和0.1%时，各需多少时间？解：因为Bi0.1，所以可用集总参数法其求解。已知：?/?i＝0.01及0.001；即

例题-4对以上两式取对数得和最后得

例题-5由此算得雷诺数[例题]24oC的空气以60m/s的速度外掠一块平板，平板保持216oC的板面温度，板长0.4米，试求平均表面传热系数（不计辐射换热）。解：为计算ReCr先算出定性温度查附录，得空气的运动粘度和导热率?＝25.45×10－6m2/s;?＝3.34×10－2W/(moC);Pr=0.686

例题-6室温为10oC的大房间中有一个直径为10cm的烟筒，其竖直部分高1.5m，水平部分长15m。求烟筒的平均壁温为110oC时的对流散热速率。解：计算特征温度由附录表查得60oC时空气的物性值?＝1.060kg/m3;cp=1.005kJ/(kg·oC);?＝0.029W/(m·oC);?=18.97?10-6m2/s。烟筒竖直部分的散热

例题-6由自然对流的计算公式查表得c=0.10；n=1/3；所以所以

例题-6烟筒水平部分的散热查表得c=0.53；n=1/4；所以所以

烟筒的总对流散热量例题-6

例题-7如图所示的两组平行平面，试用角系数的基本性质证明：01解：根据角系数的相对性，有02由角系数的