传热学答案

2-2一冷藏室的墙由钢皮矿渣棉及石棉板三层叠合构成，各层的厚度依次为0.794mm.,152mm及9.5mm，导热系数分别为45)./(KmW,0.07)./(KmW及0.1)./(KmW。冷藏室的有效换热面积为37.22m，室内外气温分别为-2℃及30℃，室内外壁面的表面传热系数可分别按1.5)./(2KmW及2.5)./(2KmW计算。为维持冷藏室温度恒定，试确定冷藏室内的冷却排管每小时需带走的热量。解：由题意得332211212111hhttA＝2.371.00095.007.0152.045000794.05.215.11)2(30＝357.14W357.14×3600＝1285.6KJ2-3有一厚为20mm的平板墙，导热系数为1.3)./(KmW。为使每平方米墙的热损失不超过1500W,在外表面上覆盖了一层导热系数为0.12)./(KmW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。解：依据题意，有150012.03.1020.0557502221121ttq，解得：m05375.022-9双层玻璃窗系由两层厚为6mm的玻璃及其间的空气隙所组成，空气隙厚度为8mm。假设面向室内的玻璃表面温度与室外的玻璃表面温度各为20℃及-20℃，试确定该双层玻璃窗的热损失。如果采用单层玻璃窗，其他条件不变，其热损失是双层玻璃的多少倍？玻璃窗的尺寸为cmcm6060。不考虑空气间隙中的自然对流。玻璃的导热系数为0.78)./(KmW。解：332211211ttq＝116.53W/2mmwttq/520011212WAqQ95.41所以62.4453.116520012qq2-13在附图所示的平板导热系数测定装置中，试件厚度远小于直径d。由于安装制造不好，试件与冷热表面之间平均存在着一层厚为mm1.0的空气隙。设热表面温度1801t℃，冷表面温度302t℃，空气隙的导热系数可分别按21,tt查取。试计算空气隙的存在给导热系数测定带来的误差。通过空气隙的辐射换热可以略而不计。解：查附表8得1801t℃，);./(1072.321KmW302t℃，);./(1067.222KmW无空气时430180221dAttff32.34029315.0ff有空气隙时Attf221121得98.43f所以相对误差为%1.28fff圆筒体2-14外径为100mm的蒸气管道，覆盖密度为203/mkg的超细玻璃棉毡保温。已知蒸气管道外壁温度为400℃，希望保温层外表面温度不超过50℃。且每米长管道上散热量小于163W，试确定所需的保温层厚度。解：保温材料的平均温度为t=225250400℃由附录7查得导热系数为)./(08475.00023.0033.0KmWt21212lnttldd代入数据得到2d＝0.314mm所以mmdd1072122-15外径为50mm的蒸气管道外，包覆有厚为40mm平均导热系数为0.11)./(KmW的煤灰泡沫砖。绝热层外表面温度为50℃，试检查矿棉渣与煤灰泡沫砖交界面处的温度是否超过允许值？又。增加煤灰泡沫砖的厚度对热损失及交界面处的温度有什么影响？蒸气管道的表面温度取为400℃。解：由题意多层蒸气管总热流量22312121/ln/ln2ddddttlZ代入数据得到WZ25.168由附录知粉煤灰泡沫砖材料最高允许温度为300℃由此设在300℃时Wddttl33.72/ln2121211Wddttl29.358/ln2223212因为z21所以不会超过允许温度。当增加煤灰泡沫砖的厚度会使热损失增加，从而边界面处温度下降。2-18在一根外径为100mm的热力管道外拟包覆两层绝热材料，一种材料的导热系数为0.06)./(KmW，另一种为0.12)./(KmW，两种材料的厚度都取为75mm，试比较把导热系数小的材料紧贴管壁，及把导热系数大的材料紧贴管壁这两种方法对保温效果的影响，这种影响影响对于平壁的情形是否存在？假设在两种做法中，绝热层内外表面的总温差保持不变。解：将导热系数小的材料紧贴壁管19.19227550757550ln2507550ln212121ttllltt将导热系数大的材料紧贴壁管则47.1526.1ln5.2ln2211221ttlttl故导热系数大的材料紧贴管壁其保温效果好。若为平壁，则平壁221121ttq由于21所以不存在此问题。2-51在温度为260℃的壁面上伸出一根纯铝的圆柱形肋片，直径d=25mm，高H=150mm。该柱体表面受温度ft16℃的气流冷却，表面传热系数h=15)./(2KmW。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，其他条件不变，柱体的对流散热量是否也增加了一倍？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较短的肋好？解：022dxtd又ccsAtthpdxA所以得mHmthQAc0代入数据查表得，W1.40当其他条件不变时WHH9.66,2由上述结果可知长度增加一倍而散热量没有增加一倍，因此从充分利用金属的观点，采用长度为其一半的较短的肋较好。