传热学习题集.docx

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1、郑州大学youzhi教育文档精选pPtyouZhi教育文档精选pptyouzhi救肓文*精逸Ppt2O14/6/1绪论I例0-1某住宅转瞌壁厚为在=240mm,其导热系数为4=06W(m2K),培壁内、外两例得表面传热系数分别为:九=7.5IV/(w2K),h2=IOW/(w2K),冬季内外两侧空气符速度分别为:=20Ck=-5C试计算埼壁得各项热阻,传热系教以及热流窕度。例0-2一冷库外端得内壁面温度为=-1.2C,库内冷林物及空气温度均为。=-18Co已知里将表面传热系款为“=5W(mK),曳与物体间得系统辆射系数Cg=5/W标K),试计算该壁表面每平方米得冷量损失？并对比对流换热与热辐射

2、冷损失存大小？内容:书中例题和课后习题13、求房屋外埼得散热热流密度q以及她得内外表面温度和2。已知占=36Omm,室外温度加=-IoC室内温度=18C,墙得=tk61W/(m、K),内壁表面传热系数h1=87W7(m2K),外星h2=124W(mK)o巳知该堵毋2、8m,宽3m.求地得散热量中？15、空气在一根内径50mm,长2、5m得管子内流劫并被加热,已知空气平均温度为85C,管里对空气将h=73“7m、C,热流通盘4=51107/。，试确定管壁温度及热流量。16、已知两平行平壁,壁温分别为Qi=50C%2=2OC,辐射系数。2=3、96,求每平方求得辐射换热量N1.Z。若%增加到200

3、扁射换热量变化了多少？第一章导姑承论基岫例1-1厚度为B科无限大平壁义为常数,平壁内具有均匀内热液(Wm)平壁x=0得一恻葩热，x=8得一侧与温度为，得流体览接接触进行对流换热,表面传热系数h就就是已知得,试写出这一稔态导热过程将完整数学猫述。例1-2一半径为R长度为I符导段,其导热系数，,为常数。导线得也阻率为。(。、m7m)o导段通过电流KA)而均匀发热。已知空气符温度为“导线,与空气之间得表面传热系数为h,试写出这一稳态导热过程得完整教学描述。2、已知1.OWe膜玻璃得导热系数为0、62W(nK)玻璃得导热系数为0、65W(mK)空气科导热系数为0、024W(m,K)氧气符导热系数为0、

4、O1.6V/(m、K)试计算该膜双中空域瑶导热热阻。6、一厚度为50mm将无限大半壁,其稳态温度分布为：,=+A2C式中a=2t,b=-200iCm2o若半壁材料导热系数为45W/m、C,试求:平里两倒表面处符热流通量;(2)平壁中就就是否有内热源？为什么？若有得话,他得强度应就就是多大？第二聿稳态导热I例21.有一锅炉炉埼由三层如成,内层就就是屋1=230mm得对火砖,导然系数=1、I(M7(mK);外层就就是63=24Omm科红砖层,导扶系数上3=0、58W(mK);两层中间填以2=50mm得水泥珍珠岩制品保法层,导热系412=0,O72W(mK).已知炉墙内、外两表面温度【v1.=500

5、C、(w2=50C试求通过拧墙得导热热流密度及缸转层将我高温度，例2-2一由三层平型组成得锅炉炉埼,姑构与例2-1相同。但已知边界条件改为第三类,即:炉培内侧温度%=511C,烟气恻对流换热得表面传热系数h1.=31、1W(m.K)；毋场外厂房空%温度%=22C,空气恻对流换热科表面传热系th2=12.2W(m.K)C试求通过该炉埼得热损失和炉噜内、外表面将温度叫和t*2例2-3一炉渣泥凝土空心砌块,结构尺寸如图所示。炉渣混凝土将导热系数=0.79VC7(mK),空心部分得导热系数2=0、29W(mK)。试计算砌块将导热热阻.：例24外径为20Omm得蒸汽管道,管壁厚8mm.管外包攻质聚氨酯泡

6、沫塑料保温层,导然系数Y=0、O22W(m.K)4Omme外壳为高宓度聚乙烯管,导热系数入2=0、3VC“m、K),厚5mm,给定第三类边界条件:管内蒸汽温度八=300C,管内蒸汽与管壁之间对流换热科及面传热系数h1=120W(m4K);网国空气温度力=25C,管外先与空气之间将衣面传热系数h2=1.OX7(m、K)。求单位管长得传热系数勺、敌热量的和外壳表面温度Q3。I例2-5设管道外径d=15mm,如果用软质泡沫型料作为保温层就就是否合适？已知其导热系数=0、034W(m.K)，保温层外表面与空气之间存表面传热系数h=IOVm、K)OI例2-6铁制得矩形直助,厚5=5mm,1.H=50mm

7、,1.=1m,材料导热系我入=58vmK,肋表面放热系数h=12w/mK,肋忠得过余温度()“=80,C.求肋表面散热盘和助端过余温度：，I洌2-6如图2-18所示符环形肋型,助片高度I=19、1mm、厚度=1.6mm,助片就就是铝制弁镀在直径为25、4mm得管子上,铝得导热系4=214W/(m.K)o巳知管表面温度o=1.71、IC国国流体温度/=21、1C,肋片表面与网国流体之间存表面传热系数h=141、5W(nK),试计算每片肋片将微热量。例2-8一传达室小屋,室内面积为3mx4m,斯度为2、8m,红砖塔厚度为24Omm,红转符导热系数为0、43X7(nK)o已知瑞内表面温度为20C,外

8、表面温度为一5。试问通过传达室褂四周墙里得散热量为多少？8、某建筑物将混凝土屋顶面积为20m)序为14Omm,外衣面温度为-15：C。已知混凝土存导热系数为1、28W(m,K),若通过屋顶得散热量为5、5x10iW,试计舁屋T页内表面得温度。9、某教室得墙里就就是一层厚度为24Omm得跨层和一层厚度为20mm得灰泥构成。现在拟安装空训设备,并在内表面加一层硬泡沫史料.使导入室内存热量比猊来减少80%。已知砖得导热系数入=0、7W(mK),灰泥得=(h58W/(mK).硬泡沫塑料彳曲=()、06W(mK),试求加贴硬泡沫史料层得厚度。16,蒸汽管道存内、外宜径分别为160mm和17Omm.管壁导

9、热系数=58VC/m、C,管外覆盆两层保温材料:第一层殍度62=3Omm,导热系效X2=O、093W/m、C;第二层33=4Omm,导热系数).3=0、17W7m、C,蒸汽管得内表面温度QI=300C。保温层外发而湿度n=5OC,试衣各层热阻,并比较其大小,每表长蒸汽管得热损失,(3)各层之间得接触面温度2和43。19、一外径为1Oomm,内役为85mm得蒸汽管道,管材用导热系数为入=40W,(m-K),其内表面温度为180匕若采用卜=0、053W(mK)得保温材料进行保温,并要求保温层外表面温度不高于40C,蒸汽管允许得热桢失q=52.3W/m。问保谨材料层厚度应为多!?23、一直径为d,长

10、度为I得细长圆杆,两端分别与温度为H和t2科及面紧密接触,杆得侧面与周围流体间有对流换热,已知流体将温度为而t1t2,杆也1面与流体间得表面传热系数为h,杆材料羽导热系数为Z试写出表示细长杆内温度场得完整数学描述,并求解其温度分布。24、一铝制等根面直肋.肋高为25mm,肋厚为3mm,铝材得导热系数为I=I4OvC(mK),周围空气与肋表面郤表面传热系数为h=752w(mk)。已知肋基温度为8OCC和空气温度为3OP,假定肋谨得散热可以忽略不计,试计并肋片内用温度分布和每片肋片将散热量。27、一肋片厚度为3mm,长度为16mm,就就是计算等旅面直肋得效率。铝材料肋片,其导热系数为140V(mK

11、),对流换热系数h=80W(m2.K);(2)钢材料肋片,其导热系款为40VC(m.K),对流换热系数h=125W(r.K)o第三章非稳态导热I例3-1一无限大平位厚度为0、5m,已知平型得热物性参数=0.815W(mk),c=0,839kJ(kg,k),=150Okgm壁内温度初始时均为一致为18C,给定第三类边界条件:型两倜流体温度为8C,流体与里面之间得表面传热系数h=8、15w(mK),试求6h后平壁中心及表面得温度。例32已知条件网例3-1,试求24h及三空夜后,平壁中心及表面得温度;并求24h中每平方米平壁表面放出得热量。例3-3一道用痔砌成得火培,巳知砖得密度Q=1925kgm比

12、定压容%=0、835kJ(kgC),导热系数=072W(m,t)o突然以IIOc得温度加于堵得-ft1.e如果在5h内火蜡另一例得温度几乎不发生变化,试问此堵得厚度至少为多少?若改用耐火砖砌火塔,耐火砖得密度a=264OkgZmM比定压客%=0、96kJ/(kg、C),导热系份.=1、Ow/(m、C),这时此培得厚度至少为多少？I例.V4应用恒定作用得热源法测定电筑材料誉然扩散率，采用510m原得嫉铜箔作为平面热源,已知初始速度=18C,通电加热360s后,测量得到x=0处得温度上=。=31、1Ctx=20mm处辨温度1=20、64C试计算该材料科热扩散率。I例5有一克径为0、3m、长度为0、

13、6m得钢圄柱,初始温度为20C,放入炉温为1020C得炉内加热,已知钢得导妫系数X=30VC7(mK),热力、散率a=6、25X1.0-6m2s,钢柱表面与炉内介质之间存总换热系数h=200w(mzK),试求加热Ih时后,如用所示钢柱表面和中心点1、2、3和4得温度以及加热过程中吸收得热量。8、一钢板厚度为3mm,面枳为1X1.%初始温度均匀为300P,放置,于20C径空气中冷却，巳知钢板用导热系数为人=48、5W(mk),热犷效率a=12、7X1O6m7$,板与空气之间得表面传热系数h=39X7(m2,K),问需要多长时间钢板才能降低至50。9、一不筑钢板厚度为0、15m,初始温度为20。放

14、犬在温度为12(XyC得炉内加热,已知不锈钢热力,散率为395X10611fs,钢板在炉内得表面传热系数为250W(而、K),试求钢板加热到80Ot时所需时间。10、将初始温度为8OC,直径为2Omm得铜棒突然先于温度为20C、流速为12ms存风道中Bmin后铜棒温度降低到34C。计算气体与铜棒卷换热系教？已知:铜棒=8954kgm3,c=383、1J(kgxC),=386W(m、C)11、有两块同样材料科平壁A和B,已知A得厚度为B得两倍,两平壁从同一高温炉中取出于冷流体中淬火,流体与平变表面得表面传热系数近似认为我就是无限大。已知B平壁中心点得过余温度下降到初始过余温度将一半需要12min

15、,问平壁A达到同样得温度需要多少时间？13、一加热炉炉底就就是40mm得耐火材料砌成,地得导温系数为5X10-7m2s,导热系数为4、OV/m、C,炉子从室温25C开始点丸炉内很快形成秘态得1260C得高温气体,气体与炉底表面间换热系我为40W/m、C,问达到正常运行要衣炉底壁及面温度为1OoOC,试确定从点火到正常运行要求所需时间。Mw导热敷值解法百例4-1)设有一矩形萍板每看图4-4,已知a=2b,在边界X=O和y=0处就就是绝热得,在X=a处给出第三类边界条件,即给定h和Z而边界y=b处给出第一类边界条件,即温度为已知-“$2中/5。试写出各节点将离散方程。I例4-2I矩形薄板,节点布更参看国45,薄板左到边界给定温度200C,其她三个界面给定温度为XTC,求各节点温度。I例4-3一半无限大物体,初始时各处温度均匀一致并等于OC,物体将热扩效率a=。、61.ns,巳知物体发面温度随时向直线变化，。=0、2S,试用基式格式计算过程开始后IOmin时半无限大物体内将温度分布。例4-4J一厚度为0.06m将无限大