传热学(习题2-3)

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数值传热学习题答案(汇总版)

数值传热学习题答案(汇总版)

e
(uu) −(uu) dydt =
n t + t s e w t
e
w
u u 2[ y n − s ]dxdt y

(uu )e = (uu )E +(uu) P
2
, (uu )w =
(uu )W +(uu )P ,
第一章: 习题 1-7
解:由于对称性,取半个通道作为求解区域。 常物性不可压缩流体,二维层流、稳态对流换热的控制方程组为: 质量守恒方程
u v + =0 x y
动量守恒方程
2u 2u (uu ) (vu ) 1 p + =− 2v (uv) (vv) 1 p + =− + + 2 2 x y y y x
2krP kr k kr k TP = P + TE + P − TW + rP rS r r 2 r 2

1 kr , rP 1 krw , a P = a E + aW , b r aE = k P + = e aW = k − = r 2 r r 2 r
t t t t (uu)tE − (uu)W uN − 2u P + uS yt = 2 xt 2 y
整理得离散方程为:
t (uu)tE − (uu)W
4x
t t t uN + uS − 2uP − =0 y 2
2—3:
u 1 (u 2 ) 2u 解:由 u = x = 2 x = y 2 得:
v = 0,
u T = = 0; y y

传热学考试习题及答案

传热学考试习题及答案
内墙 炉外
解:本题的解题关键是求出炉墙内外串联热阻和18只螺栓并联电阻
已 知 炉 墙 内 表 面 温 度 Twi 920 K , 炉 外ห้องสมุดไป่ตู้空 气 温 度 T f 300 K
2 1 1 d 2 1 8 1 .9 1 0 2 5 .1 1 0 3 m 2 4 4 内 外 层 炉 墙 的 表 面 积 A q 1 A l 1 5 .1 1 0 3 0 .9 9 4 9 m 2
1 8只 螺 栓 的 总 面 积 Al 1 8
2 i o 7 .5 0 .6 4 1 0 1 8只 螺 栓 的 热 阻 Rl 0 .4 1 K / W 3 l Al 3 9 5 .1 1 0
7 .5 1 0 2 0 .6 4 1 0 2 i o 内 外 层 炉 墙 的 热 阻 Rq 0 .9 9 4 9 i A q o A q 1 .1 39 0 .0 7 K / W Rl Ri 0 .4 1 0 .0 0 7 内 外 层 炉 墙 和 1 8只 螺 栓 的 并 联 热 阻 R1 0 .0 6 9 K / W R l R i 0 .4 1 0 .0 0 7 1 1 炉 外 的 对 流 换 热 热 阻 R2 0 .0 1 5 K / W hA 68 1 总 热 阻 R R 1 R 2 0 .0 6 9 0 .0 1 5 0 .0 8 5 K / W t Twi T f 920 300 2 热流密度q 7 2 9 4W / m A RA RA 0 .0 8 5 1
• 例1. 某锅炉炉墙,内层是厚为7.5㎝、λ =1.10W/(m·K)的耐火砖,外层是厚 0.64㎝、λ =39W/(m·K)的钢板,且在 每平方米的炉墙表面上有18只直径为1.9㎝ 的螺栓[λ =39 W/(m·K)]。假定炉墙内、 外表面温度均匀,内表面温度为920K,炉 外是300K的空气,炉墙外表面的表面传热 系数为68W/(㎡·K),求炉墙的总热阻& 热流密度。

传热学习题及参考答案

传热学习题及参考答案

《传热学》复习题一、判断题1.稳态导热没有初始条件。

()2.面积为A的平壁导热热阻是面积为1的平壁导热热阻的A倍。

()3.复合平壁各种不同材料的导热系数相差不是很大时可以当做一维导热问题来处理()4.肋片应该加在换热系数较小的那一端。

()5.当管道外径大于临界绝缘直径时,覆盖保温层才起到减少热损失的作用。

()6.所谓集总参数法就是忽略物体的内部热阻的近视处理方法。

()7.影响温度波衰减的主要因素有物体的热扩散系数,波动周期和深度。

()8.普朗特准则反映了流体物性对换热的影响。

()9. 傅里叶定律既适用于稳态导热过程,也适用于非稳态导热过程。

()10.相同的流动和换热壁面条件下,导热系数较大的流体,对流换热系数就较小。

()11、导热微分方程是导热普遍规律的数学描写,它对任意形状物体内部和边界都适用。

( )12、给出了边界面上的绝热条件相当于给出了第二类边界条件。

( )13、温度不高于350℃,导热系数不小于0.12w/(m.k)的材料称为保温材料。

( )14、在相同的进出口温度下,逆流比顺流的传热平均温差大。

( )15、接触面的粗糙度是影响接触热阻的主要因素。

( )16、非稳态导热温度对时间导数的向前差分叫做隐式格式,是无条件稳定的。

( )17、边界层理论中,主流区沿着垂直于流体流动的方向的速度梯度零。

( )18、无限大平壁冷却时,若Bi→∞,则可以采用集总参数法。

( )19、加速凝结液的排出有利于增强凝结换热。

( )20、普朗特准则反映了流体物性对换热的影响。

( )二、填空题1.流体横向冲刷n排外径为d的管束时,定性尺寸是。

2.热扩散率(导温系数)是材料指标,大小等于。

3.一个半径为R的半球形空腔,空腔表面对外界的辐射角系数为。

4.某表面的辐射特性,除了与方向无关外,还与波长无关,表面叫做表面。

5.物体表面的发射率是ε,面积是A,则表面的辐射表面热阻是。

6.影响膜状冷凝换热的热阻主要是。

传热学习题及参考答案

传热学习题及参考答案

《传热学》复习题一、判断题1.稳态导热没有初始条件。

()2.面积为A的平壁导热热阻是面积为1的平壁导热热阻的A倍。

()3.复合平壁各种不同材料的导热系数相差不是很大时可以当做一维导热问题来处理()4.肋片应该加在换热系数较小的那一端。

()5.当管道外径大于临界绝缘直径时,覆盖保温层才起到减少热损失的作用。

()6.所谓集总参数法就是忽略物体的内部热阻的近视处理方法。

()7.影响温度波衰减的主要因素有物体的热扩散系数,波动周期和深度。

()8.普朗特准则反映了流体物性对换热的影响。

()9. 傅里叶定律既适用于稳态导热过程,也适用于非稳态导热过程。

()10.相同的流动和换热壁面条件下,导热系数较大的流体,对流换热系数就较小。

()11、导热微分方程是导热普遍规律的数学描写,它对任意形状物体内部和边界都适用。

( )12、给出了边界面上的绝热条件相当于给出了第二类边界条件。

( )13、温度不高于350℃,导热系数不小于0.12w/(m.k)的材料称为保温材料。

( )14、在相同的进出口温度下,逆流比顺流的传热平均温差大。

( )15、接触面的粗糙度是影响接触热阻的主要因素。

( )16、非稳态导热温度对时间导数的向前差分叫做隐式格式,是无条件稳定的。

( )17、边界层理论中,主流区沿着垂直于流体流动的方向的速度梯度零。

( )18、无限大平壁冷却时,若Bi→∞,则可以采用集总参数法。

( )19、加速凝结液的排出有利于增强凝结换热。

( )20、普朗特准则反映了流体物性对换热的影响。

( )二、填空题1.流体横向冲刷n排外径为d的管束时,定性尺寸是。

2.热扩散率(导温系数)是材料指标,大小等于。

3.一个半径为R的半球形空腔,空腔表面对外界的辐射角系数为。

4.某表面的辐射特性,除了与方向无关外,还与波长无关,表面叫做表面。

5.物体表面的发射率是ε,面积是A,则表面的辐射表面热阻是。

6.影响膜状冷凝换热的热阻主要是。

(完整版)传热学试卷和答案

(完整版)传热学试卷和答案

传热学(一)第一部分选择题1. 在稳态导热中 , 决定物体内温度分布的是 ( )A. 导温系数B. 导热系数C. 传热系数D. 密度2. 下列哪个准则数反映了流体物性对对流换热的影响 ?( )A. 雷诺数B. 雷利数C. 普朗特数D. 努谢尔特数3. 单位面积的导热热阻单位为 ( )A. B. C. D.4. 绝大多数情况下强制对流时的对流换热系数 ( ) 自然对流。

A. 小于B. 等于C. 大于D. 无法比较5. 对流换热系数为 100 、温度为 20 ℃的空气流经 50 ℃的壁面,其对流换热的热流密度为()A. B. C. D.6. 流体分别在较长的粗管和细管内作强制紊流对流换热,如果流速等条件相同,则()A. 粗管和细管的相同B. 粗管内的大C. 细管内的大D. 无法比较7. 在相同的进出口温度条件下,逆流和顺流的平均温差的关系为()A. 逆流大于顺流B. 顺流大于逆流C. 两者相等D. 无法比较8. 单位时间内离开单位表面积的总辐射能为该表面的()A. 有效辐射B. 辐射力C. 反射辐射D. 黑度9. ()是在相同温度条件下辐射能力最强的物体。

A. 灰体B. 磨光玻璃C. 涂料D. 黑体10. 削弱辐射换热的有效方法是加遮热板,而遮热板表面的黑度应()A. 大一点好B. 小一点好C. 大、小都一样D. 无法判断第二部分非选择题•填空题(本大题共 10 小题,每小题 2 分,共 20 分)11. 如果温度场随时间变化,则为。

12. 一般来说,紊流时的对流换热强度要比层流时。

13. 导热微分方程式的主要作用是确定。

14. 当 d 50 时,要考虑入口段对整个管道平均对流换热系数的影响。

15. 一般来说,顺排管束的平均对流换热系数要比叉排时。

16. 膜状凝结时对流换热系数珠状凝结。

17. 普朗克定律揭示了按波长和温度的分布规律。

18. 角系数仅与因素有关。

19. 已知某大平壁的厚度为 15mm ,材料导热系数为 0.15 ,壁面两侧的温度差为 150 ℃,则通过该平壁导热的热流密度为。

传热学练习题库(附答案)

传热学练习题库(附答案)

传热学练习题库(附答案)一、单选题(共50题,每题1分,共50分)1、离心泵的实际安装高度( )允许安装高度,就可防止汽蚀现象发生A、近似于B、小于C、等于D、大于正确答案:B2、催化剂使用寿命短,操作较短时间就要更新或活化的反应,比较适用( )反应器。

A、流化床B、管式C、固定床D、釜式正确答案:A3、影响液体对流传热系数的因素不包括( )。

A、操作压力B、传热面尺寸C、流动型态D、液体的物理性质正确答案:A4、有两台同样的列管式换热器用于冷却气体,在气、液流量及进口温度一定的情况下,为使气体温度降到最低,拟采用( )A、气体走管内,串联逆流操作B、气体走管内,并联逆流操作C、气体走管外,串联逆流操作D、气体走管外,并联逆流操作正确答案:C5、合成尿素中,提高氨碳比的作用是:①使平衡向生成尿素的方向移动;②防止缩二脲的生成;③有利于控制合成塔的操作温度;④减轻甲铵液对设备的腐蚀。

以上正确的有( )A、4条皆是B、①②③C、①D、①②正确答案:A6、在列管式换热器操作中,不需停车的事故有( )A、自控系统失灵B、换热器部分管堵C、换热器结垢严重D、换热器列管穿孔正确答案:A7、在正常生产时,应尽可能地控制好加氢裂化反应器各催化剂床层的入口温度,使它们( )A、等于上一床层出口温度B、可节省冷氢用量C、有足够大的温差D、相等或相近正确答案:D8、水蒸气在列管换热器中加热某盐溶液,水蒸气走壳程。

为强化传热,下列措施中最为经济有效的是( )。

A、减小传热壁面厚度。

B、增大换热器尺寸以增大传热面积C、改单管程为双管程;D、在壳程设置折流挡板;正确答案:C9、流体流量突然减少,会导致传热温差( )。

A、始终不变B、下降C、变化无规律D、升高正确答案:B10、在以下换热器中,( )不易泄露。

A、UB、浮头式换热器C、波纹管换热器D、板式换热器正确答案:A11、换热器中的换热管在管板上排列,在相同管板面积中排列管数最多的是( )排列A、矩形B、正三角形C、同心圆D、正方形正确答案:B12、单级离心泵采取( )平衡轴向力A、平衡盘B、叶轮对称布置C、平衡孔D、平衡鼓正确答案:C13、化学反应热不仅与化学反应有关,而且与( )。

传热学课后习题答案第五版

传热学课后习题答案第五版

传热学课后习题答案第五版传热学是热力学的一个重要分支,研究物体内部和物体之间的热量传递过程。

在传热学课程中,习题是巩固理论知识和培养解决实际问题能力的重要环节。

本文将根据《传热学课后习题答案第五版》的内容,探讨一些相关问题。

1. 对流传热问题:对流传热是指通过流体的运动来传递热量的过程。

在习题中,我们经常会遇到对流传热的计算问题。

例如,一个热水器中的水被加热,如何计算水的温度分布和对流传热速率?首先,我们需要根据热水器的温度和流体的热导率等参数,利用传热学的基本方程来计算水的温度分布。

然后,根据流体的流速和流体的热容等参数,利用对流传热的基本方程来计算对流传热速率。

最后,将这两个结果结合起来,就可以得到问题的答案。

2. 辐射传热问题:辐射传热是指通过电磁波辐射来传递热量的过程。

在习题中,我们经常会遇到辐射传热的计算问题。

例如,一个黑体表面的辐射率是多少?一个物体在给定温度下的辐射传热速率是多少?对于第一个问题,我们可以利用黑体的定义和辐射能量的基本关系来计算黑体表面的辐射率。

对于第二个问题,我们可以利用斯特藩-玻尔兹曼定律来计算物体的辐射传热速率。

这些计算需要一些数学和物理知识,但是通过习题的练习,我们可以掌握这些计算方法。

3. 导热传热问题:导热传热是指通过物体内部的分子热运动来传递热量的过程。

在习题中,我们经常会遇到导热传热的计算问题。

例如,一个材料的导热系数是多少?一个材料在给定温度梯度下的导热传热速率是多少?对于这些问题,我们可以利用导热传热的基本方程来计算导热系数和导热传热速率。

这些计算需要一些材料科学和热力学知识,但是通过习题的练习,我们可以掌握这些计算方法。

总结起来,传热学课后习题答案第五版涵盖了对流传热、辐射传热和导热传热等方面的问题。

通过解答这些习题,我们可以巩固理论知识,培养解决实际问题的能力。

传热学是一个重要的学科,它在工程、物理、化学等领域都有广泛的应用。

通过学习传热学,我们可以更好地理解和应用热力学的原理,为解决实际问题提供有力的支持。

《传热学》课后习题答案(第四版)

《传热学》课后习题答案(第四版)

第1章1-3 解:电热器的加热功率: kW W tcm QP 95.16.195060)1543(101000101018.4633==-⨯⨯⨯⨯⨯=∆==-ττ15分钟可节省的能量:kJ J t cm Q 4.752752400)1527(15101000101018.4633==-⨯⨯⨯⨯⨯⨯=∆=-1-33 解:W h h t t A w f 7.45601044.02.061)]10(2[6311)(2121=++--⨯=++-=Φλδ如果取K m W h ./3022=,则W h h t t A w f 52.45301044.02.061)]10(2[6311)(2121=++--⨯=++-=Φλδ即随室外风力减弱,散热量减小。

但因墙的热阻主要在绝热层上,室外风力变化对散热量的影响不大。

第2章2-4 解:按热平衡关系有:)(1222121f w BBA A w f t t h h t t -=++-λδλδ,得:)2550(5.906.01.0250150400-=++-B Bδδ,由此得:,0794.0,0397.0m m A B ==δδ 2-9 解:由0)(2121=+=w w m t t t ℃从附录5查得空气层的导热系数为K m W ⋅/0244.0空气λ 双层时:W t t A w w s 95.410244.0008.078.0006.02)]20(20[6.06.02)(21=+⨯--⨯⨯=+-=Φ空气空气玻璃玻璃λδλδ单层时:W t t A w w d 187278.0/006.0)]20(20[6.06.0/)(21=--⨯⨯=-=Φ玻璃玻璃λδ两种情况下的热损失之比:)(6.4495.411872倍==ΦΦs d题2-15解:这是一个通过双层圆筒壁的稳态导热问题。

由附录4可查得煤灰泡沫砖的最高允许温度为300℃。

设矿渣棉与媒灰泡沫砖交界面处的温度为t w ,则有 23212121ln 21ln 21)(d d l d d l t t πλπλ+-=Φ (a ) 23221211ln )(2ln )(2d d t t l d d t t l w w -=-=Φπλπλ (b ) 65110ln )50(12.02565ln )400(11.0:-⨯=-⨯w w t t 即由此可解得:4.167=w t ℃<300℃又由式(a )可知,在其他条件均不变的情况下,增加煤灰泡沫砖的厚度δ2对将使3d 增大,从而损失将减小;又由式(b )左边可知t w 将会升高。

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/
tw1 tw 2
tw1 tw 2
0.24 0.02 δ 3 0.24 0.02 + + + ( ) × 0.2 = , 0.7 0.58 0.06 0.7 0.58 δ 3 = 0.0905m = 90.5mm
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ηf =
th(ml ) ηf = = 0.831 ml
也可查图 lc
32
2h 1 2 ( ) , f = lcδ , lc = l + δ 2 λf
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2-28 解:每米共有1000 / s =
θ = 0.01θ0
= 0.01
τ = 14.43s
t = t f + 0.01(25 120) = 119.05
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3-8
39 × 1.5 × 103 Bi = = = 1.21 × 103 < 0.1 48.5 λ
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2-10
t w1 + t w2 解:t = = 250 2 λ = 0.094 + 0.000125 × 250 = 0.12525W /(m K ) (t w1 t w2 ) × λ (450 50) × 0.12525 δ= = = 0.147m q 340
dt 另解 : λ = q = const ,即 : λ dt = q dx dx
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第三章非稳态导热 3-7 解:判别式 瞬态导热,首先判断能否用集总参数法 瞬态导热,
95 × 0.25 × 103 Bi = = = 5.97 × 105 < 0.1 λ 398 可用集总参数法。 可用集总参数法。 圆球定型尺寸 V R L= = ρ cV A 3 τ hR
hA
θ BiFo =e =e θ0
e ml + e ml e6.266 + e 6.266 ch ( ml ) = = = 263.2, 2 2 1 40 θl = θ0 = = 0.152, 得tl = 100 0.152°C = 99.8°C , ch( ml ) 263.2 t = tl t f = 0.152°C
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∑ Rλ = Rλ
1
+ Rλ 2 + Rλ 3 = 0.797 (m K)/W
(tw1 tw 2 ) (2) : ql = = 313.8W / m; ∑ Rλ (3) : tw 2 = tw1 ql Rλ 1 = 299.9°C ≈ 300°C tw 3 = tw 4 + ql Rλ 3 = 137.6°C
θ 80 20 = =e θ0 34 20
ρ cV
hA
τ
=e
ρ cd
4h
τ
h = 83.2W/(m K)
2
1 2 V 4πd L 1 = = d A π dL 4
验证
Bi =
hR
λ
= 2.16 × 103 < 0.1
假设正确
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2-18
解 : Rλ = ln d2 d1 = ln (1 + 2 × 0.5) 1 = 0.7358(m K/W),
2π × 0.15 25 (tmax ql = = = 33.97W/m = I 2 R R 0.7358 33.9 ql 2 I = = = 15300.43, I = 123.7A 3 R 2.22 × 10
d3
2πλ2 ln d4 2πλ3
=
170 = 0.518( m K / W ), 2π × 0.093 ln 310 230 = 0.279(m K / W ). 2π × 0.17
ln 230
d3
=
与另两个热阻 比较极小,可 忽略
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Rλ 1 = 1 1 1 = + = 1.5559,即R = 0.643K / W ′ ′′ R Rλ 1 Rλ 2 × 2 + Rλ 2
λ2 = 0.48, 查得 = 0.96 λ1
修正
Rq = R × A × = 0.643 × (0.31 + 0.02) × 0.96 = 0.204( m 2 K ) / W
λ1
λ3
λ1
λ2
λ3
tw1 tw 2 tw1 tw 2 = 0.12 δ ′ 3 0.12 0.05 0.25 + + + 0.8 0.6 0.8 0.12 0.6 δ ′ 3 = 0.500m = 500mm
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F肋 = 2π ( r2 c 2 r12 ) = 2.32 × 102 m 2
Φ 0 = hF肋 (t0 t f ) = 60 × 2.32 × 102 × (320 75) = 341.04W Φ 肋 = η f Φ 0 = 259.2W
(2) Φ 光 A光 = π d1 ( s δ ) = π × 0.077 × (0.025 0.004) = 0.00508m 2 Φ 光 = hF光 (t0 t f ) = 60 × 0.00508 × (320 75) = 71.64W
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2-16.
解 : d 3 = d 2 + 2δ 2 = 170 + 60 = 230mm; d 4 = d 3 + 2δ 3 = 230 + 80 = 310mm (1) : Rλ 1 = Rλ 2 = Rλ 3 = ln ln d2 2πλ d2 d1 = ln 170 160 = 1.66 × 104 (m K / W ), 2π × 58
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3-11
分析,瞬态非稳态导热,第三类边界条件 θ x =f ( Bi , Fo, ) θ0 δ
h → ∞, BiA = BiB → ∞
θ θ x x ( ) A = ( ) B, ( ) A = ( ) B=0 θ0 θ0 δ δ
如何改进? 如何改进?强化措施
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2-26
解:m = hU 20 × π d 20 = = = 39.16, λA 16.3 × π d δ 16.3 × 0.0008 ml = 39.16 × 0.16 = 6.266,
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2-15
Φ
1. 热流方向 2. 单元体 3. 单位面积
Φ1
Φ2
Φ
Φ q= A
Φ1 Φ2
R q = RΦ A
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δ 0.2 = = 6.536 K / W λ1 A1 1.53 × 0.021 0.035 δ′ ′2 = Rλ = = 0.0738 K / W λ1 A2 1.53 × 0.311 0.13 δ ′′ ′′ Rλ 2 = = = 0.5652 K / W λ2 A2 0.742 × 0.311
2πλ tmin )
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2-25
hU 20 × π d 解:m = = = 16.58, 48.5 × π d δ λA ml = 16.58 × 0.12 = 1.99, ch( ml ) = 3.76, θ0 1 θl = θ0 = ch( ml ) 3.76 t f = 99.94°C = 100°C , t = tl t f = 15.94°C
高等传热学
传热学
Heat Transfer
郭亚军
环境与市政工程学院热工流力教研室 境与市政工程学院热
Xi'an 710049 China
西安建筑科技大学 Xi’an University of Architecture and Technology
高等传热学
第二章 稳态导热 2-9
tw1 tw 2 解: q = = δ1 δ 2 0.24 0.02 + + λ1 λ2 0.7 0.58 tw1 tw 2 q = = δ1 δ 2 δ 3 0.24 0.02 δ 3 + + + + λ1 λ2 λ3 0.7 0.58 0.06
50
∫ (0.094 + 0.000125t )dt = ∫
450
δ
0
340dx
δ = 0.147m
西安建筑科技大学 Xi’an University of Architecture and Technology
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