冶金传输原理-热量传输-第8章-试题库

来源于网络第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。解：根据KmTm33109.2108976.2题2、试分别计算30℃和300℃黑体的辐射力。解：30℃时，2411/4781003027367.5100mWTCEbb300℃时，2422/612210030027367.5100mWTCEbb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求人体皮肤的辐射力。解：略)/500(2mWE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，C20TW1内壁温度，C-183TW2镀银壁的发射率，0.02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容器壁单位面积的辐射换热量可用式（8.16）计算题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。)/(0.0548WCm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24421424112/1540018.0167.0110027330010027360067.511110010067.5mWTTq导热换热量可用式（6.12）计算通过气隙的热流密度=15400+16400=31800W/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,800T1C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试求金属棒材温度C004T2时马弗罩对棒材的辐射换热量。来源于网络题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）其中215.0105.03mA因此，当钢棒温度为400℃时，所接受的辐射热为题7、将一根长1m、直径为2cm经一般研磨的钢棒投入1000℃的加热炉内，试求将钢棒从20℃加热到500℃的温度区间内所接受的平均辐射热为多少？已知钢棒表面发射率。0.23解：钢棒由于吸收了热辐射，导致它的温度上升，由于钢棒的面积较炉膛的面积小得多，根据公式其中225063.020.02210.02mA于是钢棒投入炉内时的热辐射量为当温度升至500℃时，钢棒所接受的辐射热为因此，钢棒吸收的平均辐射热为题8、某燃烧加热室内的火焰平均温度为1000℃。计算为使火焰的辐射传热增加一倍，应当使火焰燃烧的温度升高到多少？假定被燃烧的物体的平均温度为400℃，火焰及被燃烧物表面的辐射率均为定值。解：略)226(CT题9、计算车间内蒸汽管道外表面的辐射散热损失（见下图）已知管道保温层外径,5830mmd外壁温度,48CTW室温。CT230另外，可取保温材料的表面发射率为0.9。题9示意图解：略)/275(2mWQW题10、一长0.5m、宽0.4m、高0.3m的小炉窑，窑顶和四周壁温度为300℃，发射率为0.8；窑顶温度为150℃，发射率为0.6.试计算窑顶和四周壁面对底面的辐射产热量。（提示：炉窑有6个面，但窑顶及四周壁面的温度和发射率相同，可视为表面1，而把底面作为表面2）.题10示意图解：本题属于有两个表面组成的封闭系统（见教材图8.6（c））.可用公式（8.19）求解。此情况下角系数。，121221/1AA由题给条件，得于是，窑顶和四周壁面对底面的辐射传热量为题11、某燃气轮机燃烧室壁面保持500℃，燃气温度为1000℃，燃气对包壁辐射的发射率,119.0g燃烧室内壁可视为发射率为0.8的灰体，试计算燃气与每单位包壁面积的辐射换热量。解：本题为气体与固体壁面间的辐射换热，可直接用公式（8.32）求解题12、两块无限大的平行平板，其发射率均为0.6，温度分别为648.9℃和426.6℃，两平板间充满了压力为Pa5101.013的CO2气体，已知两平板间距为76.2mm时的。13.02CO试求两个平板间每平方米面积的辐射换热量。来源于网络解：由gWgWQQ,2,1有424441100100100100WggWTTTT解得KTg833本题为气体与固体壁面间的辐射换热，可直接用公式（8.32）求解题13、两块平行放置的钢板，其间距远小于长和宽，已知钢板的温度分别为500℃和25℃，黑度均为0.8。若将钢板视为灰体，试计算：（1）钢板两表面的自身辐射；（2）钢板两表面间的辐射换热。解：（1）温度为500℃的钢板的辐射力为：温度为25℃的钢板的辐射力为：（2）两平板平行放置，12211,1，故则两平板间的辐射换热为：题14、某一辐射换热器，内径1.2m,长2.5m,内表面黑度为0.85，壁面温度为650℃，流过烟气温度为950℃，烟气黑度为0.149，求辐射换热量。解：略)10173.1(5WQ题15、一敞口面积为2m2的钢液包，满钢水后，装有200t的钢液。已知开始液面温度为1600℃，钢液表面黑度为0.35，钢液平均热容为700J/(kg·℃).试计算：（1）开始瞬间钢包口辐射散热为多少？（2）开始时钢液因辐射引起的降温速率为多少？解：（1）开始瞬间钢包口辐射散热为：（2）开始时钢液因辐射引起的降温速率为：题16、外径d=1m的热风管外表面温度为227℃，置于露天环境中，环境温度为27℃时该热风管每米管长的辐射散热量为多少？如果把风管放在1.8m×1.8m的砖柱中，砖柱内表面温度还是27℃，风管散热量又是多少？设管表面、砖表面的黑度均为0.8，比较计算结果。解：（1）热风管每米管长的辐射散热量为（2）由于砖柱内表面与热风管外表面相接触，故12211，按式（8.16）计算辐射换热为：与（1）相比，辐射散热量减少了。题17、把一燃烧室简化为直径为1m,高2m的封闭空间，其平均壁温,800TKW燃气平均温度,1300TKW。1,149.0Wg试确定燃气与燃烧室内表面的辐射换热量。解：略)1030.1(5WQ题18、一电炉的电功率为1kw，炉丝温度为847℃，直径为1mm。电炉的效率（辐射功率与电功率之比）为0.95，试确定炉丝应多长？解：略)39.3(ml来源于网络题19、设保温瓶的瓶胆可以看作直径为10cm、高位26cm的圆柱体，夹层抽真空，夹层两内表面发射率均为0.05.试计算沸水刚注入瓶胆后，初始时刻水温的平均下降速率。夹层两壁壁温可近似地取为100℃和20℃。解：由于夹层间隔很小，所以夹层两表面可以看作式面积相等的，则12211，125.6750.14551111110.050.05bCC导两内表面的辐射换热率为：查附录得100℃时，3958.4/kgm，4.220/PckJkgC根据热平衡有因此题20、两块相距很近的相互平行的大平板1和2，温度分别保持CT5771,CT272。表面黑度分别为0.5，0.7，试求单位面积辐射换热量Q.解：已知21212577,27,0.5,0.7,1TCTCAm，则因此单位面积辐射换热率为：题21、冷藏瓶由真空玻璃夹层所组成，在夹层的量相对面上镀银，黑度为0.05。内层壁的外径120mm，温度为0℃；外层壁的内径为240mm,壁温为27℃。玻璃夹层高200mm。如果不计瓶口的导热损失，试求由于辐射换热冷藏瓶每小时传热量。解：先求角系数211221121200.5,1240AdAd，所以玻璃夹层的辐射换热率为：因此由于辐射换热冷藏瓶每小时的传热量