冶金传输原理热量传输试题库
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冶金传输原理热量传输
试题库
TPMK standardization office【 TPMK5AB- TPMK08- TPMK2C- TPMK18】
第8章 辐射换热
题1、试分别计算温度为2000K 和5800K 的黑体的最大单色辐射力所对应的波长m λ。
解：根据 K m T m ⋅⨯≈⨯=--33109.2108976.2λ
时，
K T 2000=m m μλ45.12000109.23
=⨯=- 时，
K T 5800=m m μλ50.05800
109.23
=⨯=- 题2、试分别计算30℃和300℃黑体的辐射力。
解：30℃时，2
4
11/4781003027367.5100m W T C E b b =⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛=
300℃时，2
4
22
/612210030027367.5100m W T C E b b =⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=⎪⎭
⎫ ⎝⎛=
题3、人体的皮肤可近似按灰体处理，假定人体皮肤温度为35℃，发射率，
0.98=ε求人体皮肤的辐射力。 解：略)/500(2m W E =
题4、液氧储存容器为下图所示的双壁镀银夹层结构。已知镀银夹层外壁温度，C 20T W1︒=内壁温度，C -183T W2︒=镀银壁的发射率，0.02=ε试求容器壁每单位面积的辐射换热量。
题4示意图 液氧储存容器
解：因为容器夹层的间隙很小，本题可认为属于无限大平行平板间的辐射换热问题。先算得两表面的绝对温度
293K 27320T W1=+= 90K 273-183T W2=+=
容器壁单位面积的辐射换热量可用式（8.16）计算
[]
24421424112/18.4102
.0102.019.093.267.511110010067.5m W T T q W W =-+-⨯=-+⎥⎥
⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=εε
题5、在金属铸型中铸造镍铬合金板铸件。由于铸件凝固收缩和铸型受热膨胀，铸件和铸型形成厚1mm 的空气隙。已知气隙两侧铸型和铸件的温度分别为300℃和600℃，铸型和铸件的表面发射率分别为0.8和0.67。试求通过气隙的热流密度。已知空气在450℃时的。)/(0.0548W C m ︒⋅=λ
解：由于气隙尺寸很小，对流难以发展而可以忽略，热量通过气隙依靠辐射换热和导热两种方式。
辐射换热量可用式（8.16）计算
2
4
4
2
1
4
2
4
1
12
/
15400
1
8.0
1
67
.0
1
100
273
300
100
273
600
67
.5
1
1
1
100
100
67
.5
m
W
T
T
q=
-
+
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
⎪
⎭
⎫
⎝
⎛+
-
⎪
⎭
⎫
⎝
⎛+
⨯
=
-
+
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
⎪
⎭
⎫
⎝
⎛
-
⎪
⎭
⎫
⎝
⎛
=
ε
ε
导热换热量可用式（6.12）计算
2
/
16400
)
300
600
(
001
.0
0548
.0
m
W
T
q=
-
⨯
=
∆
=
δ
λ
通过气隙的热流密度=15400+16400=31800 W/m2
题6、为了减少铸件热处理时的氧化和脱碳，采用马弗炉间接加热铸件。这
种炉子有马弗罩把罩外的燃气与罩内的物料隔开，马弗罩如下图所示。已知马
弗罩的温度,
800
T
1
C︒
=罩内底架上平行放置一块被加热的1m长的金属棒材，
棒材截面为50mm×50mm,棒材表面发射率。
0.70
=
ε试求金属棒材温度C︒
=00
4
T
2
时马弗罩对棒材的辐射换热量。
题6示意图马弗炉内加热物料示意图
1—马弗罩； 2—被加热物料
解：由于棒材的面积较马弗罩的面积小得多，根据公式（见教材例8.2）
A
T
T
Q
W
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
⎪
⎭
⎫
⎝
⎛
-
⎪
⎭
⎫
⎝
⎛
⨯
⨯
=
4
1
4
2
100
100
67
.5ε
其中2
15
.0
1
05
.0
3m
A=
⨯
⨯
=
因此，当钢棒温度为400℃时，所接受的辐射热为