内容发布更新时间 : 2024/12/26 3:58:48星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
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1-10 一炉子的炉墙厚13cm，总面积为20m2，平均导热系数为1.04w/m.k，内外壁温分别是520℃及50℃。试计算通过炉墙的热损失。如果所燃用的煤的发热量是2.09×104kJ/kg，问每天因热损失要用掉多少千克煤？ 解：根据傅利叶公式
每天用煤
Q??A?t1.04?20?(520?50)??75.2KW?0.13
24?3600?75.2?310.9Kg/d4 2.09?10
1-12 在一次测定空气横向流过单根圆管的对流换热实验中，得到下列数据：管壁平均温度tw=69℃，空气温度tf=20℃，管子外径 d=14mm，加热段长 80mm，输入加热段的功率8.5w，如果全部热量通过对流换热传给空气，试问此时的对流换热表面传热系数多大？
解：根据牛顿冷却公式
q?2?rlh?tw?tf?
所以
h??d?tw?tf?＝49.33W/(m2.k)
q1-18 宇宙空间可近似地看成为0K的真空空间。一航天器在太空中飞行，其外表面平均温度为250℃，表面发射率为0.7，试计算航天器单位表面上的换热量。
4?8244解：q???T=0.7?5.67?10W/(m.K)?250?155W/m2
1-30 设图1-4所示壁面两侧分别维持在20℃及0℃，且高温侧受到
02??0.08m,t?100C,h?200W/(m.K),过程是稳态的，试f11流体的加热，
确定壁面材料的导热系数。 解：
q?h1?tf1?tw1????tw1?tw2??
???h1??tf1?tw1?tw1?tw2 ＝64W/(m.K)
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1-32 一玻璃窗，尺寸为60cm?30cm，厚为4mm。冬天，室内及室外温度分别为20℃及-20℃，内表面的自然对流换热表面系数为W，外表面强制对流换热表面系数为50W/(m.K)。玻璃的导热系数
??0.78W/(m.K)。试确定通过玻璃的热损失。
???T11???h1AAh2A?
解：
＝57.5W
2-4 一烘箱的炉门由两种保温材料A及B组成，且?A?2?B(见附图)。已知?A?0.1W/(m.K),?B?0.06W/(m.K),烘箱内空气温度
tf1?400℃，内壁面的总表面传热系数h1?50W/(m.K)。为安全起见，
希望烘箱炉门的 外表面温度不得高于50℃。设可把炉门导热作为一维问题处理，试决定所需保温材料的厚度。环境温度tf2?25℃，
2外表面总传热系数h2?9.5W/(m.K)。
q?tf1?tfw解：热损失为
?A?B??A?B?h1?tf1?t??h2?t?tf2?
又tfw?50℃；?A??B 联立得?A?0.078m;?B?0.039m
2-12 在某一产品的制造过程中，厚为1.0mm的基板上紧贴了一层透明的薄膜，其厚度为0.2mm。薄膜表面上有一股冷却气流流过，
2W/(m.K)。同时，有一其温度为20℃，对流换热表面传热系数为40
股辐射能透过薄膜投射到薄膜与基板的结合面上，如附图所示。基板的另一面维持在温度t1?30℃。生成工艺要求薄膜与基板结合面的温度t0?60℃，试确定辐射热流密度q应为多大？薄膜的导热系数
?f?0.02W/(m.K),基板的导热系数?s?0.06W/(m.K)。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。
解：根据公式q?K?t得
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60?30?60?30?1800W/m20.0010.06
12q???60?20???1142.8W/m10.2?10?3?400.02 q?2-16 一根直径为3mm的铜导线，每米长的电阻为2.22?10?3?。导线外包有厚为1mm导热系数为0.15W/(m.K)的绝缘层。限定绝缘层的最高温度为65℃，最低温度为0℃。试确定在这种条件下导线中允许通过的最大电流。 解：根据题意有：
Q?2?l?q?2??l(t1?t2)2??1?0.15?65?0???119.8Wln(r2/r1)ln?2.5/1.5?
qZ?q?q??2942.8W/m2
119.86?I2R
解得：I?232.36A
2-27 人的眼睛在完成生物功能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性眼镜片有关，如附图所示，设角膜及隐性镜片均呈球状，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。试确定在下列条件下不戴镜片及戴镜片时通过角膜的散热量：r1=10mm，
r2=12.5mm，r3=16.3mm，tfi＝37℃tf0?20℃， hi＝12W/(m2.K)，h0＝6W/(m2.K)，?1＝0.35 W/(m.K)，?2＝0.8
W/(m.K)。
111?11??R??????hiAihoAo4??1?r1r2?? 解：不戴镜片
?t?o??0.109WR所以
1???o?0.0363W3有效热量
R?戴镜片时
111?11?1???????hiAihoAo4??1??r1r2?4??2?11???r?r??3??2
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