传热学作业三 (1)

第三章作业（四种典型几何形状物体导热）

1、有一厚mm 20的平面墙，导热系数为)/(3.1K m W ⋅，为使每平方米墙的热损失不超过1500W ，在外表面覆盖了一层导热系数为)/(12.0K m W ⋅的保温材料。已知复合壁两侧的温度分别为750℃及55℃，试确定此时保温层的厚度。

2、在某一产品的制造过程中，在厚mm 0.1的基板上紧贴了一层透明的薄膜，其厚度为mm 2.0。薄膜表面有一股冷空气流流过，其温度℃20=f t ，对流传热表面传热系数)/(402K m W h ⋅=。同时，有一股辐射能q 透过薄膜投射到薄膜与基板的结合面上，如图所示。基板的另一面维持在温度℃301=t 。生产工艺要求薄膜与基板结合面的温度0t 应为60℃，试确定辐射热流密度q 应为多大。薄膜的导热系数)/(02.0K m W f ⋅=λ，基板的导热系数)/(06.0K m W s ⋅=λ。投射到结合面上的辐射热流全部为结合面所吸收。薄膜对60℃的热辐射是不透明的。

2题图

3、一蒸汽锅炉炉膛中的蒸发受热面管壁受到温度为1000℃的烟气加热，管内沸水温度为200℃，烟气与受热面管子外壁间的复合换热表

面传热系数为)/(1002K m W ⋅，沸水与内壁间的表面传热系数为

)/(50002K m W ⋅，管子壁厚mm 6，管壁)/(42K m W ⋅=λ，外径为mm 52。试计算下列三种情况下受热面单位长度上的热负荷：

（1）换热表面是干净的；

（2）外表面结了一层厚为mm 1的烟灰，其)/(08.0K m W ⋅=λ；

（3）内表面上有一层厚为mm 2的水垢，其)/(1K m W ⋅=λ

4、人的眼睛在完成生物功能的过程中生成的热量要通过角膜散到周围环境中，其散热条件与是否带有隐形眼镜片有关。如图所示，设角膜及隐形镜片均呈球形，且两者间接触良好，无接触热阻。角膜及镜片所张的中心角占了三分之一的球体。试确定下列条件下不戴镜片及

戴镜片时通过角膜的散热量：

mm r 101=，mm r 5.122=，mm r 3.163=，℃37=fi t ，℃200=f t ，)/(122K m W h i ⋅=，)/(620K m W h ⋅=，)/(35.01K m W ⋅=λ，)/(8.02K m W ⋅=λ。

4题图

5、在温度为260℃的壁面上伸出一根纯铝的圆柱肋片，其直径

mm d 25=、高mm H 150=。该柱体表面受温度℃161=t 的气流冷却，

表面传热系数)/(152K m W h ⋅=，肋端绝热。试计算该柱体的对流散

热量。如果把柱体的长度增加一倍，其它条件不变，柱体的对流散热量是否增加一倍。从充分利用金属的观点来看，是采用一个长的肋好，还是采用两个长度为其一半的短肋好？

注：要求统一用B5大小作业纸