传热期末考试计算题解

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传热学试卷及问题详解6套

传热学试卷及问题详解6套

传热学试卷1一、填空题(每小题2分,共16分)1、导温系数a 表征了物体 的能力;流体粘度ν和a的比值组成的无量纲数是 。

2、强化遮热板作用的方法是和 。

3、研究对流换热的一种方法是比拟法,它是指通过研究______传递和_____传递之间的共性,以建立表面传热系数与阻力系数相互关系的方法。

4、第一类边界条件是 。

5、若炉膛内的火焰温度在1400℃,则炉膛火焰中最大光谱辐射能量所对应的波长约为 。

6、一台换热器,冷流体的入口温度为20℃, 出口温度为50℃,热流体入口温度为100℃, 出口温度为60℃,则该换热器的效能为 。

7、当1Pr >时,热边界层的厚度 流动边界层的厚度。

8、一个含有内热源的大平板,其导热系数为()K m W ⋅/50,测得在稳定情况下,其内部温度分布为:2250050x t -=,则平板内的内热源生成率为________3/m W 。

二、单项选择题(每小题2分,共16分) 1、下列表述正确的是 。

A 、对漫射表面,光谱吸收比等于光谱发射率B 、吸收比等于发射率C 、定向辐射强度与空气方向无关 2、绝大多数情况下强制对流时的表面传热系数 自然对流的表面传热系数。

A 、小于B 、等于C 、大于D 、无法比较3、下列 材料表面的法向黑度为最小。

A 、水B 、镀锌的铁皮C 、各种颜色油漆D 、磨光的铬4、在其他条件相同的情况下,下列 物质的导热能力最差。

A 、合金钢 B 、空气 C 、水 D 、油5、格拉晓夫准则Gr 越大,则表征 。

A 、浮升力越大B 、粘性力越大C 、惯性力越大D 、动量越大6、当量直径P Ad e 4中P 表示 。

A 、长度B 、宽度C 、润湿周长D 、周长7、表面辐射热阻与 无关。

A 、表面粗糙度B 、表面温度C 、表面积D 、角系数8、水平圆筒外的自然对流换热的特性尺度应取 。

A 、圆筒的长度B 、圆筒外径C 、圆筒内径D 、圆筒壁厚度三、简答与分析题(每小题5分,共20分)1、当采用肋片增强传热时,应把肋片加装在哪一侧?为什么?2、当大气中三原子气体比例增加时,会出现所谓大气温室效应,试说明其原 因?3、什么是沸腾换热的临界热流密度?为什么有些换热设备需在加热热流密度低于临界热流密度状态下工作?4、图1示出了常物性、有均匀内热源∙Φ、二维稳态导热问题局部边界区域的网格配置,试用热平衡法建立节点0的有限差分方程式(不需要整理)。

传热习题课计算题

传热习题课计算题

传热习题课计算题1、现测定一传热面积为2m2的列管式换热器的总传热系数K值。

已知热水走管程,测得其流量为1500kg/h,进口温度为80℃,出口温度为50℃;冷水走壳程,测得进口温度为15℃,出口温度为30℃,逆流流动。

(取水的比热cp=4.18某103J/kg·K)解:换热器的传热量:Q=qmcp(T2-T1)=1500/3600某4.18某103某(80-50)=52.25kW传热温度差△tm:热流体80→50冷流体30←155035△t1=50,△t2=35t1502t235传热温度差△tm可用算数平均值:t1t25035tm42.5℃22Q52.25103K615W/m2℃Atm242.52、一列管换热器,由φ25某2mm的126根不锈钢管组成。

平均比热为4187J/kg·℃的某溶液在管内作湍流流动,其流量为15000kg/h,并由20℃加热到80℃,温度为110℃的饱和水蒸汽在壳方冷凝。

已知单管程时管壁对溶液的传热系数αi为520W/m2·℃,蒸汽对管壁的传42热系数α0为1.16某10W/m·℃,不锈钢管的导热系数λ=17W/m·℃,忽略垢层热阻和热损失。

试求:(1)管程为单程时的列管长度(有效长度,下同)(2)管程为4程时的列管长度(总管数不变,仍为126根)(总传热系数:以管平均面积为基准,11dmb1dm)Kidi0d0解:(1)传热量:Q=qmcp(t2-t1)=15000/3600某4187某(80-20)≈1.05某106W总传热系数:(以管平均面积为基准)1dmb1dm11230.002123Kidi0d0K5202217116.10425解得:K=434.19W/m2·℃对数平均温差:1102011080△t190△t2301tmt1t2lnt1t29030ln903054.61℃传热面积:QKAmtmAmQKtm105.10643419.54.6144.28m2AmndmL;列管长度:LAm44.284.87mndm126314.0.023(2)管程为4程时,只是αi变大:强制湍流时:αi=0.023(λ/d)Re0.8Pr0.4,u变大,Re=duρ/μ变大4程A'=1/4A(单程),则:4程时u'=4u(单程)0.80.8有520=1576.34W/m2·℃i(4程)=4αi(单程)=4某4程时:1K1dmb1dm11230.002123idi0d0K1576.342117116.10425K=1121.57W/m 2·℃Q1.05106A17.14m2Ktm1121.5754.614程列管长:LA17.141.88mndm1263.140.0233、有一列管式换热器,装有φ25某2.5mm钢管320根,其管长为2m,要求将质量为8000kg/h的常压空气于管程由20℃加热到85℃,选用108℃饱和蒸汽于壳程冷凝加热之。

传热计算题

传热计算题

{例4-1}某平壁厚度为0.37m,内表面温度t1为1650℃,外表面温度t2为300℃,平壁导热系数λ=0.815+0.00076t(t的单位为℃,λ的单位为W/(m·℃))。

若将导热系数分别按常量(取平均导热系数)来计算时,试求平壁的温度分布关系式和导热热通量。

解:(1)导热系数按常量计算平壁的平均温度为t m=(t1+t2)/2=(1650+300)/2=975℃平壁材料的平均导热系数为Λm=0.815+0.00076X975=1.556 W/(m·℃)由式2.3-2可求得导热热通量为q=Λ(t1-t2)/b=1.556(1650-300)=5677 W/(m·℃)设壁厚x处的温度为t,则由2.3-2得q=Λ(t1-t2)/x故t=t1-qx/Λ=1650-5677·x/1.556=1650-3649x{例2-2} 燃烧炉的平壁由三种材料构成。

假设某热电厂燃烧炉最内层为耐火砖,厚度为150mm,中间层为绝热层,厚度为290mm,最外层为普通砖,厚度为228mm。

已知炉内、外壁表面的温度分别为1016℃和34℃,试求耐火砖和绝热砖和普通砖间界面的温度。

假设各层接触良好。

解:在求解本题时,须知道各层材料的导热系数λ,但λ值与各层的平均温度有关,即又需知道各层的界面温度,而界面温度正是题目所待求的。

此时需采取试算法,先假设各层的平均温度(或界面温度),由手册或附录查得该温度下的材料的导热系数(若知道材料的导热系数与温度的函数关系式,则可由该式计算得到λ值),再利用导热速率方程式计算各层间接触界面的温度。

若计算结果与所设的温度不符,则要重新试算。

一般经几次试算后,可得到合理的估算值。

下面列出经几次计算后的结果。

耐火砖λ1=1.05 W/(m·℃) 绝热转λ2=0.15 W/(m·℃) 普通砖λ3=0.81 W/(m·℃)设t2为耐火砖和绝热砖界面温度,t3为绝热砖和普通砖界面温度。

传热学期末试题及答案(计算题精选)

传热学期末试题及答案(计算题精选)

1、一内径为 300mm 、厚为 10mm 的钢管表面包上一层厚为 20mm 的保温材料,钢材料及保温材料的导热系数分别为 48和 0.1,钢管内壁及保温层外壁温度分别为 220 ℃ 及 40 ℃ ,管长为 10m 。

试求该管壁的散热量。

解:已知 d 1 =300mm d 2 =300+2 × 10=320mm d 3 =320+2 × 20=360mm mt w1 =220 ℃ t w2 =40 ℃=9591.226W2、一块厚20mm 的钢板,加热到5000C 后置于200C 的空气中冷却。

设冷却过程中钢板两侧面的平均表面传热系数为)/(352K m W ⋅,钢板的导热系数为)/(452K m W ⋅,若扩散率为s m /10375.125-⨯。

试确定使钢板冷却到空气相差100C 时所需的时间。

解:由题意知1.00078.0<==δhABi故可采用集总参数法处理。

由平板两边对称受热,板内温度分布必以其中心对称,建立微分方程,引入过余温度,则得:⎪⎩⎪⎨⎧=-==+∞0)0(0θθθρτθt t hA d d cv解之得:)ex p())/(ex p()ex p(0τλδατρλτρθθh A V c h cv hA -=-=-=s C 3633100=时,将数据代入得,当τθ=3、如图所示的二维、含有内热源、常物性的稳态导热问题,试导出内角顶节点O (m,n )的离散方程式。

且Δx=Δy 时,解出内角顶节点O (m,n )的温度分布nm t , (8分)解:()()分)(时,当分)2.......................................................................2232326......(0224322,21,,11,,1,,,,1,,,1,1,,,1f n m n m n m n m n m n m n m f n m n m n m nm n m nm n m n m n m t x h x t t t t t x h y x t t h y x y x y t t x xt t y y t t xx t t yλλλλλλλ∆+Φ∆++++=⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆∆=∆=-⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+∆+Φ∆∆+∆-∆+∆-∆+∆-∆+∆-∆-++--++-4、压缩空气在中间冷却器的管外横掠流过, a 0 =90W/(m 2 · k) ,冷却水在管内流过 a 1 =6000W/(m 2 · k) 。

传热计算题

传热计算题

传热计算题导热系数的测定1.在一内径为0.25cm 的管轴心位置上,穿一直径为 0.005cm 的细导线 ,用以测定气体的导热系数。

当导线以0.5A 的电流时,产生的电压降为0.12V/cm ,测得导线温度为167℃,空心管内壁温度为150℃。

试求充入管内的气体的导热系数试分析仪器精度以外造成结果误差的客观原因。

(浙大95/10) 解:2.有两个铜质薄球壳,内球壳外径为0。

015m ,外球壳内径为 0.1m ,两球壳间装入一种其导热系数待测的粉粒料。

内球用电加热,输入功率为 50w ,热量稳定地传向外球,然后 散发到周围大气中。

两球壁上都装有热电偶,侧得内球壳的平均温度为120℃,外求壳的平均温度为50℃,周围大气环境温度为20℃;设粉粒料与球壁贴合,试求: (1)待测材料的导热系数(2)外球壁对周围大气的传热系数(石油98/17) 解:球体辐射3.有一面积为10cm 2带有保护套的热电偶插入一输送空气的长管内,用来测量空气的温度。

已知热电偶的温度读数为300℃,输气管的壁温为 200℃,空气对保护套的对流传热系数为60w/m 2.k ,该保护套的黑度为 0.8,试估算由于辐射造成的气体温度测量误差。

并叙述减小)/(04.015016710)0025.0125.0(.1012.05.0)(197.0)0025.0/125.0ln(0025.0125.014.32)/ln(221)/(222121212C m w cm r r r r LLr S cmL IVS b t t Q m m m ︒=-⨯-⨯⨯⨯==-⨯=-====-=-λππλ))50120(0075.005.014.34)0075.005.0(50)(4)(4)1(122112211221=-⨯⨯⨯⨯-⨯=--=--=t t r r r r Q r rr r r t t Q πλλπ)/(1.53)2050(05.014.3450)()()2()/(44.62222C m w t t S Q St t Q C m w b b ︒=-⨯⨯⨯=-=-=︒=αα测量误差的途径。

传热学例题讲解(习题附答案)

传热学例题讲解(习题附答案)
解得:
240s
3-2 工程上常用非稳态导热的方法测得燃气轮 机表面的传热系数,一种方法是:把边长为 6mm的铜质立方体埋入机片,使立方体只有一 面与高温燃气接触,立方体与叶片间加有一薄 层高温粘结剂。因粘结剂的热扩散率较小,叶 片与立方体之间可近似视为绝热,设初温为 38℃他铜块与538℃的高温燃气接触3.7s后,温 度升为232℃。求叶片表面的传热系数。 铜:
一温度为21℃,横截面积为50mm×100mm的矩 形长杆放入温度为593℃的热处理炉中消除热应力, 宽100mm的一面置于炉子底面上,长杆表面与高 2 温流体的表面传热系数为114 W /(m ,根据 .K ) 工艺要求,要加热到580℃以上才能消除应力,试 说明1h后,能否满足工艺要求?
35W /(m .K ) a 0.037m / h

380W / m.K 3 8940kg / m cp 385J / kg.K
解:
6 6 6mm
3
A 166.7 V
306 ln ln 0.491 500 0
已知:0 t0 t f ℃ 538 306℃ 0 -500 38 -500℃
3
m 0.98 0.38 m 0
m 0.38 0.98 0.372 0 o m
t t f (t0 t f ) 0.372 t t f (t0 t f ) 0.372
70 (200 70) 0.372

cp 430J / kg.K
分析:
8W / m.K
100 0.0037 Bi 0.044 0.1 8 hR
可以用集总参数法。
已知:

《传热学期末复习试题库》含参考答案解析

《传热学期末复习试题库》含参考答案解析

传热学试题第一章概论一、名词解释1.热流量:单位时间内所传递的热量2.热流密度:单位传热面上的热流量3.导热:当物体内有温度差或两个不同温度的物体接触时,在物体各部分之间不发生相对位移的情况下,物质微粒(分子、原子或自由电子)的热运动传递了热量,这种现象被称为热传导,简称导热。

4.对流传热:流体流过固体壁时的热传递过程,就是热对流和导热联合用的热量传递过程,称为表面对流传热,简称对流传热。

5.辐射传热:物体不断向周围空间发出热辐射能,并被周围物体吸收。

同时,物体也不断接收周围物体辐射给它的热能。

这样,物体发出和接收过程的综合结果产生了物体间通过热辐射而进行的热量传递,称为表面辐射传热,简称辐射传热。

6.总传热过程:热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程,称为总传热过程,简称传热过程。

7.对流传热系数:单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的对流传热量,单位为W/(m2·K)。

对流传热系数表示对流传热能力的大小。

8.辐射传热系数:单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的辐射传热量,单位为W/(m2·K)。

辐射传热系数表示辐射传热能力的大小。

9.复合传热系数:单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的复合传热量,单位为W/(m2·K)。

复合传热系数表示复合传热能力的大小。

10.总传热系数:总传热过程中热量传递能力的大小。

数值上表示传热温差为1K时,单位传热面积在单位时间内的传热量。

二、填空题1.热量传递的三种基本方式为、、。

(热传导、热对流、热辐射)2.热流量是指,单位是。

热流密度是指,单位是。

(单位时间内所传递的热量,W,单位传热面上的热流量,W/m2)3.总传热过程是指,它的强烈程度用来衡量。

(热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程,总传热系数) 4.总传热系数是指,单位是。

(传热温差为1K时,单位传热面积在单位时间内的传热量,W/(m2·K))5.导热系数的单位是;对流传热系数的单位是;传热系数的单位是。

传热学期末考试题及答案

传热学期末考试题及答案

传热学期末考试题及答案一、选择题(每题4分,共20分)1. 热量传递的基本方式有哪几种?A. 热传导B. 热对流C. 热辐射D. A、B、C答案:D2. 以下哪种材料的导热系数最低?A. 铜B. 铝C. 木材D. 玻璃答案:C3. 根据牛顿冷却定律,物体表面温度与周围环境温度之差越大,冷却速率:A. 越快B. 越慢C. 无关D. 先快后慢答案:A4. 以下哪种情况下的热辐射是黑体辐射?A. 表面是完美反射体B. 表面是完美吸收体C. 表面是透明体D. 表面是半透明体答案:B5. 传热的基本方程式是:A. Q = mcΔTB. Q = kA(ΔT/L)C. Q = hA(ΔT)D. Q = mcΔP答案:B二、填空题(每题5分,共20分)1. 在稳态导热中,热流密度与温度梯度的比值称为_______。

答案:导热系数2. 热对流的驱动力是_______。

答案:温度差3. 根据斯特藩-玻尔兹曼定律,黑体辐射的总辐射功率与其绝对温度的四次方成正比,其比例系数为_______。

答案:斯特藩-玻尔兹曼常数4. 热交换器中,流体的流动方式有并流、逆流和_______。

答案:交叉流三、简答题(每题10分,共30分)1. 简述热传导的基本原理。

答案:热传导是指热量通过物质内部分子、原子或自由电子的碰撞和振动传递的过程,不需要物质的宏观位移。

2. 描述热对流与热传导在传热过程中的主要区别。

答案:热对流是指流体内部温度不同的各部分之间发生相对运动时,热量伴随流体的宏观位移而传递的过程。

热传导则不涉及流体的宏观位移,仅通过分子间的相互作用进行热量传递。

3. 什么是热辐射?它与热传导和热对流有何不同?答案:热辐射是物体因温度而发射电磁波的过程,不需要介质即可传递热量。

与热传导和热对流不同,热辐射可以在真空中进行。

四、计算题(每题15分,共30分)1. 一个长为2米的铜棒,其横截面积为0.01平方米,两端温度分别为100°C和20°C。

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1、室内一根水平放置的无限长的蒸汽管道, 其保温层外径d=583 mm ,外表面实测平均温度及空气温度分别为 ,此时空气与管道外表面间的自然对流换热的表面传热系数h=3.42 W /(m 2 K), 墙壁的温度近似取为室内空气的温度,保温层外表面的发射率 问:(1) 此管道外壁的换热必须考虑哪些热量传递方式; (2)计算每米长度管道外壁的总散热量。

(12分) 解:(1)此管道外壁的换热有辐射换热和自然对流换热两种方式。

(2)把管道每米长度上的散热量记为lq当仅考虑自然对流时,单位长度上的自然对流散热近似地取墙壁的温度为室内空气温度,于是每米长度管道外表面与室内物体及墙壁之间的辐射为:总的散热量为)/(2.4317.2745.156,,m W q q q r l c l l =+=+=2、如图所示的墙壁,其导热系数为50W/(m ·K),厚度为50mm ,在稳态情况下的墙壁内的一维温度分布为:t=200-2000x 2,式中0求: (1)墙壁两侧表面的热流密度;(2)墙壁内单位体积的内热源生成的热量。

解:(1)由傅立叶定律:所以)(4241,T T d q r l -=σεπ)/(7.274])27323()27348[(9.01067.5583.014.3448m W =+-+⨯⨯⨯⨯⨯=-)(,f w c l t t dh t h d q -=∆⋅=ππ)/(5.156)2348(42.3583.014.3m W =-⨯⨯⨯=C t C t f w 23,48==9.0=εx x t A Φq λλ)4000(m W d d 2=--=⎦⎤⎢⎣⎡-==(1)由导热微分方程022=+λvq dx t d 得:322/200000504000)4000(m W dxtd q v =⨯=--=-=λλ3、一根直径为1mm 的铜导线,每米的电阻为Ω⨯-31022.2。

导线外包有厚度为0.5mm ,导热系数为0.15W/(m ·K)的绝缘层。

限定绝缘层的最高温度为650C ,绝缘层的外表面温度受环境影响,假设为400C 。

试确定该导线的最大允许电流为多少?解:(1)以长度为L 的导线为例,导线通电后生成的热量为RL I 2,其中的一部分热量用于导线的升温,其热量为τπρd dT Ld c E m42=∆:一部分热量通过绝热层的导热传到大气中,其热量为:1221ln 21d d L t t w w πλ-=Φ。

根据能量守恒定律知:Φ-=∆⇒∆+Φ=RL I E E RL I 22即122122ln 214d d L t t RL I d dT L d c E w w mπλτπρ--==∆ (2)当导线达到最高温度时,导线处于稳态导热,⇒=0τd dT m12212ln 210d d L t t RL I w w πλ--=0ln2112212=--d d t t R I w w πλ,)/(98.3312ln 15.0214065m W =⨯-π,)(7.1231022.298.3398.3398.3332A RI R I =⨯==⇒=-⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⨯==20m W 004000λx q ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⨯⨯==2m W 1000005.0504000δx q4、250C 的热电偶被置于温度为2500C 的气流中,设热电偶节点可以近似看成球形,要使其时间常数s c 1=τ,问热节点的直径为多大?忽略热电偶引线的影响,且热节点与气流间的表面传热系数为h=300W /(m 2 K),热节点材料的物性参数为:导热系数为20W/(m ·K),3/8500m kg =ρ,)/(400K kg J c ⋅=如果气流与热节点间存在着辐射换热,且保持热电偶时间常数不变,则对所需热节点直径大小有和影响?解:(1)hA cV c ρτ=,)(1082.8)4008500/(3001343/4523m c h R RR A Vc -⨯=⨯⨯====ρτππ 故热电偶直径:)(529.01082.83225mm Rd =⨯⨯⨯==- 验证毕渥数B i 是否满足集总参数法:1.00013.0201082.8300/5<=⨯⨯==-λAhV B i 满足集总参数法条件。

(2)若热节点与气流间存在辐射换热,则总的表面传热系数h (包括对流和辐射)将增加,由hAcVc ρτ=知,要保持c τ不变,可以使A V /增加,即热节点的直径增加。

5、空气以10m/s 速度外掠0.8m 长的平板,C t f 080=,C t w 030=,计算该平板在临界雷诺数c e R 下的c h 、全板平均表面传热系数以及换热量。

(层流时平板表面局部努塞尔数3/12/1332.0r ex P R Nu =,紊流时平板表面局部努塞尔数3/15/40296.0r e x P R Nu =,板宽为1m ,已知5105⨯=c e R ,定性温度C t m 055=时的物性参数为:)/(1087.22K m W ⋅⨯=-λ,s m /1046.1826-⨯=ν,697.0=r P )解:(1)根据临界雷诺数求解由层流转变到紊流时的临界长度C t t t w f m 055)(21=+=,此时空气得物性参数为:)/(1087.22K m W ⋅⨯=-λ,s m /1046.1826-⨯=ν,697.0=r P)(92.0101046.1810565m uR X ulR c c e c e =⨯⨯⨯==⇒=-νν由于板长是0.8m ,所以,整个平板表面的边界层的流态皆为层流⇒==3/12/1332.0r e x P R hlNu λ)/(41.7697.0)105(8.01087.2332.0332.023/12/1523/12/1C m W PRlh re c c⋅=⨯⨯⨯⨯==-λ(2)板长为0.8m 时,整个平板表面的边界层的雷诺数为:561033.41046.188.010⨯=⨯⨯==-νul R e 全板平均表面传热系数:)/(9.13697.0)1033.4(8.01087.2664.0664.023/12/1523/12/1C m W PRlh re c⋅=⨯⨯⨯⨯==-λ全板平均表面换热量W t t hA w f 9.557)3080(18.09.13)(=-⨯⨯⨯=-=Φ6、如图所示为真空辐射炉,球心处有一黑体加热元件,试指出,黑体对A 、B 、C 三处中何处定向辐射强度最大?何处辐射热流最大?假设A 、B 、C 三处对球心所张的立体角相同。

解:(1)由黑体辐射的兰贝特定律知,黑体的 定向辐射强度与方向无关,故C B A I I I == (2)对于A 、B 、C 三处,由于立体角相同,且C B A θθθcos cos cos >>由兰贝特定律θθθcos I E =知,A 处辐射力最大, 即A 处辐射热流最大;C 处辐射力最小,即C 处 辐射热流最小。

7、试证明:在两个平行平板之间加上 n 块遮热板后,辐射换热量将减小到无遮热板时的 )1/(1+n 。

假设各板均为漫灰表面,且发射率相同,皆为ε,板的面积皆为A 。

证明:(1)无遮热板时,AA X A E E b b εεεε-++--=Φ1112,1212,1对两个无限长的平板来说12,1=X ,所以AA A E E b b εεεε-++--=Φ111212,1(2)有n 块遮热板时,)12)(1()211)(1(11)211(12121212,1/-+-=⨯-++-=-++⨯-++--=Φεεεεεεεεεn E E An E E A A A A A n A E E b b b b b b所以2,12,1/11Φ+=Φn 8、用裸露的热电偶测烟气管道内的温度,测量值为C t 01177=,管道内壁温度C t w 094=,烟气对热电偶表面的对流换热系数)/(1422K m W h ⋅=,热电偶表面的黑度6.01=ε,求烟气的真实温度。

如果其它条件不变,给热电偶加以黑度为0.8的足够长的遮热罩,烟气对遮热罩的对流换热系数与烟气对热电偶表面的对流换热系数相同)/(1422K m W h ⋅=,此时热电偶的测量值是多少?解:(1))(1t t hA f c -=Φ热电偶节点对管壁的放热为ww w w bwb r A X A A E E εεεε-++--=Φ111,111111 相对热电偶节点,管壁的面积是非常大的,因此有1,1=w X 及0/1=w A A ,此时)(111bw b r E E A -=Φε当热电偶节点处于热平衡时,r c Φ=Φ即)()(11111bw b f E E A t t hA -=-ε其中:2481/05.2325)273177(1067.5m W E b =+⨯⨯=-2482/6.1028)27394(1067.5m W E b =+⨯⨯=-烟气的真实温度为C E E ht t b b f 021115.182)6.102805.2325(1426.0177)(=-+=-+=ε (2)当给热电偶加以遮热罩时,构成了有3个实体组成的换热系统,其中热电偶节点从烟气吸热的同时,还要向遮热罩放热,稳态平衡式为(3代表遮热罩)3333,111113111111)(εεεεA X A A E E t t hA b b f -++--=- 考虑到13,1=X 及0/31=A A ,则)()(311111b b f E E A t t hA -=-ε遮热罩的内外侧从烟气及热电偶吸热,同时向管壁放热,稳态平衡式为(3代表遮热罩)ww w w bwb b b f A X A A E E E E A t t hA εεεεε-++--=-+-111)()(2,333333311133考虑到1,3=w X 及0/3=w A A ,则)()()(2333131133bw b b b f E E A E E A t t hA -+-=-εε 由于13A A >>,所以上式右边第一项可以省略,于是)()(233333bw b f E E A t t hA -=-ε,即)367(1067.514228.05.455)(24348333T E E hT T b bw f -⨯⨯⨯+=-+=-ε 对此式进行试凑法得:C K T 037.1787.451==,将C K T 037.1787.451==代入)()(311111b b f E E A t t hA -=-ε并同试凑法得:C K T 012.1822.455==9、温度C t f 050=的空气平行掠过一表面温度为C t w 0100=的平板表面,平板下表面绝热。

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