发布时间 : 星期六 文章传热学完整试题库更新完毕开始阅读e752003c580216fc700afddf
采用强化传热措施。水在管内流过，在一次实验中测得冷却水进出口温度分别为 24.6℃和29.7℃，水在管内的平均流速为0.91m/s，按坯管尺寸计算的管内平均 表面换热系数是1.82?104W/(m2?K)，管外凝结换热的表面传热系
1.25?104W/(m2?K)，管材是铜，导热热阻可以忽略。试计算按坯管外表面 计算的总传热系数值，并分析管内水测采用强化表面后的强化效果。
29、2.5kg/s的水从加热到的蛇形管型式的换热器。让160℃的机油在蛇形管束 外流过换热器来完成这一加热过程。已知管外侧油的平均表面传热系数为
h0?400W/(m2?K)，在垂直于纸面方向有10排管子，水平均分配在10排管子 中流动，水流过内径为25mm的薄壁管时的平均表面传热系数
h1?3071.5W/(m2?K)，设机油的比热容Cp?2350J/(kg?K)。试确定： ⑴ 如果油离开换热器时的温度为80℃，则其流量为多少？ ⑵ 若蛇行管每程管子长度为1.88m，求所需管程数。
30、一块厚度为800mm、宽度及高度方向无限长的不锈钢导体，两侧被温度
W/m3的均匀内热源。为20℃的液体均匀冷却，由于通电的缘故，导体中存在1000
不锈钢的导热系数为17W/(m?K)。由于工艺要求，导体内部最高温度不超过50 ℃。试确定流体与导体间均匀表面传热系数的最低值。假定两侧液体与导体的对 流换热强度相同。
31、如图所示，由半径为1m的1/4圆的半径及圆周所组成的通道，在垂直于 纸面方向为无限长。表面1的温度和发射率 分别为t1=200℃，?1?0.2，表面2的温度 和发射率分别为t2?27℃，?2?0.5，表面 3为绝热面，试确定表面1单位面积的净辐 射换热量和表面3的温度。
32、压力为1?106Pa、质量流量为0.1Kg?s、进口温度为20℃的空气，流经
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3
1
m1= r 2 r=1m 图 5
内经为60mm的薄壁圆管，饱和蒸汽在圆管外凝结，使管壁温度维持在120℃。 求为使空气出口温度达到80℃所需的管长。假定忽略温度修正。
33、如图一厚为50mm的无限大平壁，在稳态情况下，壁内温度分布为
t?100?10000x2，平壁材料的导热系数为40W/(m?K)。试计算：
⑴ 壁中单位体积内热源生成热；
⑵ 平壁中心面、两外表面的热流密度及这三个热流密度与内热源生成热之间的关系。
1m 辐射加热器 ① 1m
② 0 X 绝热壁 ?? 题33附
图
? 2m 34附图
34、在温度为27℃的大房间内，有一面积为1?1m2，表面发射率?1?0.8，表面 温度维持在200℃的辐射加热器，该加热器被垂直放置的面积为1?1m2的绝热壁 上，如图所示，角系数X1.,2?0.2。
试求：⑴ 该辐射换热器的功率；⑵ 确定绝热壁上的表面温度。
35、为了得到热水，ts?130℃的水蒸气在管外凝结，如图所示。管外表面传 热系数h0?9000W/(m2?K)，冷水在螺旋管内流动，流速为1.0m/s，黄铜管外 径为18mm，黄铜的导热系数为130W/(m?K)，管壁厚1.5mm，螺旋管曲率半 径为90mm冷水进口温度为25℃，加热到95℃。求所需的换热面积及螺旋管长 度。
附：螺旋管修正系数cr?1?10.3(dr)3，忽略管长修正及温差修正；
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冷水 t1' t1\ t'2 饱和蒸汽
\ t235题附图
36、有一块长为l?2m，厚度??40mm，材料导热系数??0.68W/(m?K)的平 板，平放在绝热表面上，平板内具有均匀内热源，单位时间、单位体积的
4?104W/m3。现有平均温度tf?40℃的11号润滑油以的速度0.6m/s从平板
上表面流过，试计算：
⑴ 润滑油与平板上表面之间的平均表面传热系数； ⑵ 距平板上表面10mm处平板内温度；平板内最高温度。 附注：
⑴ 11号润滑油的物性参数近似选取：
??0.1405W/?m?K?，??57.4?106m2/s, Pr?723
⑵ 流体外掠平板强度对流传热的实验关联式：
Num?0.664Re1/2Pr1/3 Re?5?105 Num?0.037Re4/5?871Pr1/3 Re>5?105
37、欲设计一台空气冷却器，进空压力为P?1.7623?105Pa的空气在壳侧流动，
?????110℃，出口温度为t1???42℃。进口处空气体积空气进口温度为t1qV?4.68m3/s，平均比定压热容Cp1?1009J/(kg?k)。冷却水在管内流动。进 ???30℃，出口水温t2???38℃。为了加强传热，采用铜质环肋的肋片管，口水温t2 其基管外径d0?26mm，壁厚??1mm，肋化系数（加肋后肋片侧总面积与该侧
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末未加；肋时的表面积之比）??9.6，肋面总效率?0?0.91，材料导热系数
??398W/(m?k)。该冷却器的总管数108根，水侧流程数为4，空气侧流数为1 。 空气与冷却水的流动方向相反。已知空气侧表面传热系数h0?206W/(m2?k)，水侧和空气侧的污垢热阻均为2?10?4m2?k/w。 试求：⑴ 冷却水的质量流量；
⑵ 计算该空气冷却器的传热面积。
38、有一直径为d＝20mm长度为L＝2m的薄壁紫铜管处于温度为50℃的低压
饱
和水蒸汽中，管内有流速为10m/s的空气流过，入口处空气温度为20℃，忽略 管外水蒸汽凝结换热热阻和管壁导热热阻，试计算圆管出口处空气温度。如果
管
内的空气流速增加一倍，空气在出口处的温度会升高还是会降低？并说明出口
温
度升高或降低的原因。
39、一金属圆柱体直径为d?100mm，长度为l?50mm，密度为7800kg/m3，比热为460J/?kg?K?。柱体初始温度为700℃。若τ≥0s时其下底面与温度为100℃的油一直保持接触，对流表面传热系数为h1?200W/m2?K，其余表面绝热；τ≥120s时上表面再同时与温度为20℃的空气保持接触，对流表面传热系数为
??h2?40W/m2?K，而侧面仍维持绝热，假定圆柱体的导热热阻很小，同一瞬间圆柱体温度均匀一致，求：
⑴ τ＝120s时圆柱体的温度；τ＝600s时圆柱体的温度； ⑵ 热平衡时圆柱体的温度。
40、一厚度为10mm，导热系数为50W/?m?K?的不锈钢板两端维持固定温度50℃，已知钢板两端之间的距离为20cm，在垂直纸面方向很长。钢板上表面绝热，下表面有20℃的空气缓慢流动，对流表面传热系数为32W/m2?K，试导出此钢板的导热微分方程，求解所导出的方程得出温度分布，并求出钢板中心的温
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