2020年传热学习题集.doc

郑州大学传热学习题集传热学习题集雪松2014/6/1内容:书中例题和课后习题绪论[例0-1]某住宅砖墙壁厚为mm,其导热系数为W/(m2·K),墙壁内、外两侧的表面传热系数分别为:,,冬季内外两侧空气的温度分别为:,,试计算墙壁的各项热阻,传热系数以及热流密度。[例0-2]一冷库外墙的内壁面温度为,库内冷冻物及空气温度均为。已知壁的表面传热系数为,壁与物体间的系统辐射系数,试计算该壁表面每平方米的冷量损失?并对比对流换热与热辐射冷损失的大小?13、求房屋外墙的散热热流密度q以及它的内外表面温度tw1和tw2。已知:δ=360mm,室外温度tf2=-10℃,室内温度tf1=18℃,墙的λ=(),内壁表面传热系数h1=87W/(m².K),外壁h2=124W/(m².K)。,宽3m,求它的散热量Φ?15、空气在一根内径50mm,,已知空气平均温度为85℃,管壁对空气的h=73W/m.℃,热流通量=5110W/。,试确定管壁温度及热流量。16、已知两平行平壁,壁温分别为tw1=50℃,tw2=20℃,,求每平方米的辐射换热量W/。若tw1增加到200℃,辐射换热量变化了多少?第一章导热理论基础[例1-1]厚度为δ的无限大平壁,λ为常数,平壁内具有均匀内热源qv(W/m³),平壁x=0的一侧绝热,x=δ的一侧与温度为的流体直接接触进行对流换热,表面传热系数h是已知的,试写出这一稳态导热过程的完整数学描述。[例1-2]一半径为R长度为l的导线,其导热系数λ为常数。导线的电阻率为ρ(²/m)。导线通过电流I(A)而均匀发热。已知空气的温度为tf,导线与空气之间的表面传热系数为h,试写出这一稳态导热过程的完整数学描述。2、()()()()试计算该膜双中空玻璃导热热阻。6、一厚度为50mm的无限大平壁,其稳态温度分布为:℃式中a=200℃,b=-℃/m2。若平壁材料导热系数为45W/m.℃,试求:(1)平壁两侧表面处的热流通量;(2)平壁中是否有内热源?为什么?若有的话,它的强度应是多大?第二章稳态导热[例2-1]有一锅炉炉墙由三层组成,内层是厚δ1=230mm的耐火砖,导热系数λ1=(mK);外层是δ3=240mm的红砖层,导热系数λ3=(mK);两层中间填以δ2=50mm的水泥珍珠岩制品保温层,导热系数λ2=(mK)。已知炉墙内、外两表面温度tw1=500℃、tw2=50℃,试求通过炉墙的导热热流密度及红砖层的最高温度。[例2-2]一由三层平壁组成的锅炉炉墙,结构与例2-1相同。但已知边界条件改为第三类,即:炉墙内侧温度tf1=511℃,烟气侧对流换热的表面传热系数h1=();炉墙外厂房空气温度tf2=22℃,空气侧对流换热的表面传热系数h2=()。试求通过该炉墙的热损失和炉墙内、外表面的温度tw1和tw2。[例2-3]一炉渣混凝土空心砌块,结构尺寸如图所示。炉渣混凝土的导热系数l1=(m×K),空心部分的导热系数l2=(m×K)。试计算砌块的导热热阻。[例2-4]外径为200mm的蒸汽管道,管壁厚8mm,管外包硬质聚氨酯泡沫塑料保温层,导热系数λ1=(),厚40mm。外壳为高密度聚乙烯管,导热系数λ2=(),厚5mm。给定第三类边界条件:管内蒸汽温度tf1=300℃,管内蒸汽与管壁之间对流换热的表面传热系数h1=120W/();周围空气温度tf2=25℃,管外壳与空气之间的表面传热系数h2=10W/()。求单位管长的传热系数kl、散热量ql和外壳表面温度tw3。[例2-5]设管道外径d=15mm,如果用软质泡沫塑料作为保温层是否合适?已知其导热系数λ=(),保温层外表面与空气之间的表面传热系数h=10W/()。[例2-6]一铁制的矩形直肋,厚δ=5mm,高H=50mm,宽L=1m,材料导热系数λ=58w/mK,肋表面放热系数h=12w/mK,肋基的过余温度θo=80oC。求肋表面散热量和肋端过余温度。[例2-6]如图2-18所示的环形肋壁,肋片高度l=、厚度δ=,,铝的导热系数λ=214W/()。已知管表面温度t0=℃,周围流体温度tf=℃,肋片表面与周围流体之间的表面传热系数h=(m².K),试计算每片肋片的散热量。[例2-8]一传达室小屋,室内面积为3mx4m,,红砖墙厚度为240mm,()。已知墙内表面温度为20℃,外表面温度为-5℃,试问通过传达室的四周墙壁的散热量为多少?8、某建筑物的混凝土屋顶面积为20m²,厚为140mm,外表面温度为-15℃。W/(),³W,试计算屋顶内表面的温度。9、某教室的墙壁是一层厚度为240mm的砖层和一层厚度为20mm的灰泥构成。现在拟安装空调设备,并在内表面加一层硬泡沫塑料,使导入室内的热量比原来减少80%。已知砖的导热系数λ=(m·K),灰泥的λ=(m·K),硬泡沫塑料的λ=(m·K),试求