传热作业答案
传热学作业
沈阳航空航天大学预测燃气涡轮燃烧室出口温度场沈阳航空航天大学2013年6月28日计算传热学图1模型结构和尺寸图1.传热过程简述计算任务是用计算流体力学/计算传热学软件Fluent求解通有烟气的法兰弯管包括管内烟气流体和管壁固体在内的温度分布,其中管壁分别采用薄壁和实体壁两种方法处理。
在进行分析时要同时考虑导热、对流、辐射三种传热方式。
(1) 直角弯管内外壁面间的热传导。
注意:如果壁面按薄壁处理时,则不用考虑此项,因为此时管壁厚度忽略不计,内壁和外壁温度相差几乎为零。
(2) 管道外壁面与外界环境发生的自然对流换热。
由于流体浮生力与粘性力对自然对流的影响,横管与竖管对流换热系数略有不同的。
计算公式也不一样。
同时,管道内壁面同烟气发生的强制对流换热。
(3) 管道外壁和大空间(环境)发生辐射换热通过烟气温度和流量,我们可以推断出管道内烟气为湍流流动。
这在随后的模沈阳航空航天大学拟计算中可以得到证实。
2.计算方案分析2.1 控制方程及简化2.1.1质量守恒方程:任何流动问题都要满足质量守恒方程,即连续方程。
其积分形式为:0volA dxdydz dA t ρρ∂+=∂⎰⎰⎰⎰⎰ 式中,vol 表示控制体;A 表示控制面。
第一项表示控制体内部质量的增量,第二项表示通过控制面的净通量。
直角坐标系中的微分形式如下: ()()()0u v w t x y zρρρρ∂∂∂∂+++=∂∂∂∂ 上式表示单位时间内流体微元体中质量的增加,等于同一时间段内流入该微元体的净增量。
对于定常不可压缩流动,密度ρ为常数,该方程可简化为0u v w x y z∂∂∂++=∂∂∂ 2.1.2动量守恒方程:动量守恒方程也是任何流动系数都必须满足的基本定律。
数学式表示为:F m dv dtδδ= 流体的粘性本构方程得到直角坐标系下的动量守恒方程,即N-S 方程:()()()u u p div Uu div gradu S t xρρμ∂∂+=+-∂∂ ()()()v v p div Uv div gradv S t yρρμ∂∂+=+-∂∂ ()()()w w p div Uw div gradw S t zρρμ∂∂+=+-∂∂ 该方程是依据微元体中的流体的动量对时间的变化率等于外界作用在该微元体上的各种力之和。
大学课程考试《传热学》作业考核试题
大学课程考试《传热学》作业考核试题试卷总分:100 得分:100一、单选题(共30 道试题,共60 分)1.下列物质中,()可以产生热对流。
A.钢板B.熔融的铁水C.陶瓷D.铜丝正确答案:B2.炉墙内壁到外壁的热传递过程为()。
A.热对流B.复合换热C.对流换热D.导热正确答案:D3.()是在相同温度条件下辐射能力最强的物体。
A.灰体B.磨光玻璃C.涂料D.黑体正确答案:D4.对流换热系数为1000W/(m2·K)、温度为77的水流经27的壁面,其对流换热的热流密度为()。
A.80000W/m2B.50000W/m2C.70000W/m2D.60000W/m2正确答案:B5.暖气片外壁与周围空气之间的换热过程为()。
A.纯对流换热B.纯辐射换热C.传热过程D.复合换热6.规定了边界上的热流密度值,称为()。
A.第二类边界条件B.第一类边界条件C.第三类边界条件D.与边界条件无关7.气体的导热系数随温度的升高而()。
A.减小B.不变C.增大D.无法确定8.单纯的导热发生在中。
A.气体B.液体C.固体D.以上三种物体9.A.AB.BC.CD.D10.蒸汽中若含有不凝结气体,将()凝结换热效果。
A.大大减弱B.大大增强C.不影响D.可能减弱也可能增强11.下列说法错误的是()。
A.准则表征了浮升力与黏滞力的相对大小,反映自然对流流态对换热的影响B.准则反映表征壁面法向无量纲过余温度梯度的大小,而梯度的大小,能反映对流换热的强弱C.准则反映了动量扩散和热量扩散的大小,准则也称为物性准则。
D.准则表征了惯性力与黏滞力的相对大小,反映自然对流流态对换热的影响12.若换热器中,一侧流体为冷凝过程(相变),另一侧为单相流体,下列说法正确的是()。
A.逆流可获得比顺流大的换热温差B.顺流可获得比逆流大的换热温差C.逆流和顺流可获得相同的温差D.垂直交叉流可获得最大换热温差13.采用蒸汽和电加热器对水进行加热,下列说法正确的是()。
中国石油大学 热力学与传热学在线第一阶段作业答案
中国石油大学热力学与传热学在线第一阶段作业答案第1题如果热力系统与外界之间没有任何形式的能量交换,那么这个热力系统一定是():您的答案:D题目分数:0.5此题得分:0.5批注:根据闭口系统,开口系统,绝热系统,以及孤立系统的含义,可分析填入孤立系统第2题工质的压力可以用绝对压力,表压力和真空度来表示,以下哪种压力可以作为工质的状态参数您的答案:A题目分数:0.5此题得分:0.5批注:对于热力系统所处的某一确定状态,绝对压力具有确定的数值,但表压力会随环境压力的变化而变化,不能作为状态参数。
第3题若组成热力系统的各部分之间没有热量传递,热力系统将处于热平衡状态。
此时热力系统内部一定不存在()。
您的答案:A题目分数:0.5此题得分:0.5批注:温度差是判断系统是否处于热平衡的参量,系统处于热平衡时各部分之间一定没有温度差。
第4题若组成热力系统的各部分之间没有相对位移,热力系统将处于力平衡状态。
此时热力系统内部一定不存在()。
您的答案:B题目分数:0.5此题得分:0.5批注:压力差是判断系统是否处于力平衡的参量,处于力平衡的热力系统,必须满足力平衡,各部分之间没有相对运动。
第5题等量空气从相同的初态出发,分别经过可逆绝热过程A和不可逆绝热过程B到达相同的终态,两个过程中空气热力学能变化的关系为()。
您的答案:C题目分数:0.5此题得分:0.5批注:根据热力学能是热力系统的状态参数的特点,可知,空气从相同初始状态出发,到达相同终了状态时,热力学能的变化相同。
第6题热力系统的总储存能包括内部储存能和外部储存能,下列哪种能量是内部储存能。
您的答案:A题目分数:0.5此题得分:0.5批注:根据储存能,热力学能,宏观动能和宏观位能,功量,热量的区别可知,热力学能是热力系统的内部储存能。
第7题第一类永动机违反了以下哪个基本定律。
您的答案:B题目分数:0.5此题得分:0.5批注:第一类永动机是指不消耗任何形式的能量就能够对外作功的机器,其违反了热力学第一定律。
化工传递过程导论热量传递作业参考答案
《化工传递过程导论》课程第九次作业解题参考第5章 热量传递及其微分方程1. 某不可压缩的黏性流体层流流过与其温度不同的无限宽度的平板壁面。
设流动为定态,壁温及流体的密度、黏度等物理性质恒定。
试由方程(5-13a)出发,简化上述情况的能量方程,并说明简化过程的依据。
解:课本(5-13a)式如下:222222()x y z T T T T T T T u u u t x y z x y zα∂∂∂∂∂∂∂+++=++∂∂∂∂∂∂∂ 由题意可知,定态流动0Tt∂⇒=∂。
在直角坐标系中,三维方向对应长、宽、高,题中“无限宽度的平板壁面”则可认为是在宽这个维度上无限,姑且设定此方向垂直于纸面且为z 方向,故可认为题意所指流动过程为二维流动,且0z u = 且2200T Tz z∂∂=⇒=∂∂则(5-13a)式可简化为2222()x y T T T Tu u x y x yα∂∂∂∂+=+∂∂∂∂ 如果引入热边界层概念,则基于尺度和量级的考虑,可进一步简化上式为22x y T T T u u x y yα∂∂∂+=∂∂∂ 其中,y 方向为垂直主流方向(x )的距壁面的距离。
2. 假定人对冷热的感觉是以皮肤表面的热损失(刘辉注:换言之,是传热或散热速率)作为衡量依据。
设人体脂肪层的厚度为3mm ,其内表面温度为36℃且保持不变。
在冬天的某一天气温为-15℃。
无风条件下裸露皮肤表面与空气的对流传热系数为25W/(m 2·K);有风时,表面对流传热系数为65W/(m 2·K)。
人体脂肪层的导热系数k =0.2W/(m ·K)。
试确定:(a) 要使无风天的感觉与有风天气温-15℃时的感觉一样(刘辉注:换言之,是传热或散热速率一样),则无风天气温是多少?(b) 在同样是-15℃的气温下,无风和刮风天,人皮肤单位面积上的热损失(刘辉注:单位面积上的热损失就是传热通量)之比是多少?解:(a )此处,基本为对象是:人体皮下为脂肪层,层内传热为导热;体外或体表之外暴露在流动的空气中,紧邻表面之上为对流传热。
传热学课后习题答案
t t f (t0 t f ) 0.372
t t f (t0 t f ) 0.372
70 (200 70)0.372
118.36℃
求热损失:
16.38 Bi 1 0.061
hR
16.38
Fo 8.064
Bi2Fo 0.0612 8.064 0.03 查图: Q 0.64
1638hr00611638bi8064fo00618064003bifo270090000252007006406461995375396770439710311一温度为21横截面积为50mm100mm的矩形长杆放入温度为593的热处理炉中消除热应力宽100mm的一面置于炉子底面上长杆表面与高温流体的表面传热系数为114根据工艺要求要加热到580以上才能消除应力试说明1h后能否满足工艺要求
已知:d 400mm 42W /(mgK) a 1.18105 m2 / s h 116W /(m2 gK ) 2.5h
m 16W /(mgK ) am 0.53105 m2 / s
hm 150W /(m2 gK )
求: dm、 m
分析:属于第三类边界条件下的导热问题。
模化实验,要保证物理现象相似。
一温度为21℃,横截面积为50mm×100mm的矩 形长杆放入温度为593℃的热处理炉中消除热应力, 宽100mm的一面置于炉子底面上,长杆表面与高
温流体的表面传热系数为114 W /(m2,.K根) 据
工艺要求,要加热到580℃以上才能消除应力,试 说明1h后,能否满足工艺要求?
35W /(m .K ) a 0.037m2 / h
解:a 215 8.4105 m2 / s c 950 2700
Fo
a
流体力学与传热作业-(含答案)
1、当地大气压为745mmHg 测得一容器内的绝对压强为350mmHg ,则真空度为 mmHg 。
测得另一容器内的表压强为1360 mmHg ,则其绝对压强为 mmHg 。
2、为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量,采用图示的装置。
测量时通入压缩空气,控制调节阀使空气缓慢地鼓泡通过观察瓶。
今测得U 形压差计读数为R=130mm ,通气管距贮槽底面h=20cm ,贮槽直径为2m ,液体密度为980kg/m 3。
试求贮槽内液体的贮存量为多少吨?解:由题意得:R=130mm ,h=20cm ,D=2m ,=ρ980kg/3m ,=Hg ρ3/13600m kg 。
(1)管道内空气缓慢鼓泡u=0,可用静力学原理求解。
(2)空气的ρ很小,忽略空气柱的影响。
g R g H Hg ρρ=∴ m R H Hg 8.113.098013600.=⨯==ρρ 吨)(15.6980)2.08.1(2785.0)(4122=⨯+⨯⨯=+=∴ρπh H D W 3、测量气体的微小压强差,可用附图所示的双液杯式微差压计。
两杯中放有密度为1ρ的液体,U 形管下部指示液密度为2ρ,管与杯的直径之比d/D 。
试证气罐中的压强B p 可用下式计算:22112)(Dd hg hg p p a B ρρρ---=证明: 作1-1等压面,由静力学方程得:g h g h P g h P B a 211ρρρ+∆+=+ (1) 22144d hD h ππ=221Dd h h =∴代入(1)式得:g h g D d h P g h P B a 21221ρρρ++=+即22112)(Dd hg g hg P P a B ρρρ---=3、查阅资料,写出比重计(密度计)的设计原理4、本题附图所示的开口容器内盛有油和水。
油层高度h 1=0.7m 、密度ρ1=800kg/m 3,水层高度h 2=0.6m 、密度ρ2=1000kg/m 3。
(1)判断下列两关系是否成立,即 p A =p'A p B =p'B(2)计算水在玻璃管内的高度h 。
传热第 次作业
此时 Bi
=
hL λ
=
83.2 × (0.02 / 4)
386
= 1.1×10−3
p
0.1 ,假设成立。
习题 P83-84 13.一加热炉炉底是 40mm 的耐火材料砌成,它的导温系数为 5×10-7m2/s,
导热系数为 4.0W/m.℃,炉子从室温 25℃开始点火,炉内很快形成稳态的 1260℃
的高温气体,气体与炉底表面间换热系数为 40W/m.℃,问达到正常运行要求炉
底壁表面温度为 1000℃,试确定从点火到正常运行要求所需时间。
解:炉底经历了厚度为 2δ=80mm(δ=40mm)无限大平壁对流边界条件的瞬
态非稳态导热现象。
Bi
=
hL λ
=
40 × 0.04 4
=
0.4
>
0.1 ,必须采用诺模图法求解。
θ 0 = t0 − t f = 25 −1260 = −1235 ℃,θ w = tw − t f = 1000 −1260 = −260 ℃
根据 1/Bi=2.5 及 x / δ = 1查图 3-6(P62),知 θ w = 0.83 ,而 θ w = − 260 = 0.21,
θm
θ 0 −1235
因此有: θ m = θ m × θ w = 1 × 0.21 = 0.25 θ 0 θ w θ 0 0.83
批注 [D3]: 此步不可缺少! 批注 [u4]: 请注意思考:why?
材料的导热系数和导温系数。 解:该问题为常热流通量边界条件下瞬态非稳态导热现象,其温度分布为:
θ (x,τ ) = 2qw
λ
aτ
× ierfc⎜⎜⎝⎛ 2
x ατ
⎟⎟⎠⎞ ,即:
传热学课后作业答案
1-10 一炉子的炉墙厚13cm ,总面积为202m ,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KW t A Q 2.7513.0)50520(2004.1=-⨯⨯=∆=δλ每天用煤d Kg /9.3101009.22.753600244=⨯⨯⨯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t w =69℃,空气温度t f =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()fw t t rlh q -=π2所以()f w t t d qh -=π=49.33W/(m 2.k) 1-18 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。
解:4T q εσ==0.7155250)./(1067.54428=⨯⨯⨯-K m W W/2m1-30 设图1-4所示壁面两侧分别维持在20℃及0℃,且高温侧受到流体的加热,)./(200,100,08.02101K m W h C t m f ===δ,过程是稳态的,试确定壁面材料的导热系数。
解:()()21111w w w f t t t t h q -=-=δλ()21111w w w f t t t t h --=∴δλ=64)./(K m W1-32 一玻璃窗,尺寸为60cm cm 30⨯,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50)./(K m W 。
高等传热学作业
第一章1-4、试写出各向异性介质在球坐标系)(ϕθ、、r 中的非稳态导热方程,已知坐标为导热系数主轴。
解:球坐标微元控制体如图所示:热流密度矢量和傅里叶定律通用表达式为:→→→∂∂+∂∂+∂∂-=∆-=k T r k j T r k i r T k T k q r ϕθθϕθsin 11'' (1-1)根据能量守恒:st out g in E E E E ••••=-+ϕθθρϕθθϕϕθθϕθd drd r tT c d drd r q d q d q dr r q p r sin sin 22∂∂=+∂∂-∂∂-∂∂-• (1-2) 导热速率可根据傅里叶定律计算:ϕθθθθd r dr Tr k q sin ⋅∂∂-= (1-3) 将上述式子代入(1-4-3)可得到)51(sin sin )sin ()sin (sin )(222-∂∂=+⋅⋅∂∂∂∂+⋅⋅∂∂∂∂+⋅⋅∂∂⋅∂∂⋅ϕθθρϕθθϕθϕθϕϕθθθθϕθθϕθd drd r tT c d drd r q d rd dr T r k rd d dr T r k d d dr r T r k r p r 对于各向异性材料,化简整理后可得到:tTc q T r k T r k r T r r r k pr ∂∂=+∂∂+∂∂∂∂+∂∂∂∂⋅ρϕθθθθθϕθ2222222sin )(sin sin )( (1-6) 第二章2-3、一长方柱体的上下表面(x=0,x=δ)的温度分别保持为1t 和2t ,两侧面(L y ±=)向温度为1t 的周围介质散热,表面传热系数为h 。
试用分离变量法求解长方柱体中的稳态温度场。
解:根据题意画出示意图:(1)设f f f t t t t t t -=-=-=2211,,θθθ,根据题意写出下列方程组⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧=+∂∂==∂∂======∂∂+∂∂00000212222θθλθθθδθθθθh y L y y y x x y x(2-1)解上述方程可以把θ分解成两部分I θ和∏θ两部分分别求解,然后运用叠加原理∏+=θθθI 得出最终温度场,一下为分解的I θ和∏θ两部分: (2)首先求解温度场I θ用分离变量法假设所求的温度分布),(y x I θ可以表示成一个x 的函数和一个y 的函数的乘积,即)()(),(11y Y x X y x I =θ (2-2)将上式代入I θ的导热微分方程中,得到012121212=+X dyY d Y dx X d ,即21''11''1ε=-=Y Y X X ,上式等号左边是x 的函数,右边是y 的函数,只有他们都等于一个常数时才可能成立,记这个常数为2ε。
传热学作业参考答案
第九章4.一工厂中采用0.1MPa 的饱和水蒸气在—金属竖直薄壁上凝结,对置于壁面另一侧的物体进行加热处理。
已知竖壁与蒸汽接触的表面的平均壁温为70 ℃,壁高1.2m ,宽300 mm 。
在此条件下,一被加热物体的平均温度可以在半小时内升高30℃,试确定这一物体的平均热容量(不考虑散热损失)。
解:本题应注意热平衡过程,水蒸气的凝结放热量应等于被加热物体的吸热量。
P=0.1Mpa=105Pa,t s =100℃,r=2257.1kJ/kg, t m =21( t s + t w )= 21(100+70) ℃=85℃。
查教材附录5,水的物性为:ρ=958.4kg/m 3;λ=0.683 W /(m 2·℃);µ=282.5×10-6N·s/m 2假设流态为层流:4132)(13.1⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=w s t t l r g h μλρ416332)70100(2.1105.282102257683.081.94.95813.1⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=- W /(m 2·℃) =5677 W /(m 2·℃)36102257105.2822.13056774)(4Re ⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-=-r t t hl w s c μ=1282<1800流态为层流,假设层流正确Φ=ωl t t h w s )(-=5677×(100−70)×1.2×0.3W=61312W凝结换热量=物体吸热量Φ∆τ=mc p ∆t61068.330603061312⨯=⨯⨯=∆Φ∆=t mc p τJ/℃ 16.当液体在一定压力下做大容器饱和沸腾时,欲使表面传热系数增加10倍,沸腾温差应增加几倍?如果同一液体在圆管内充分发展段做单相湍流换热,为使表面传热系数增加10倍,流速应增加多少倍?维持流体流动所消耗的功将增加多少倍?设物性为常数。
(完整版)生活中的传热学(问答题整理答案)
硕士研究生《高等工程热力学与传热学》作业查阅相关资料,回答以下问题:1、一滴水滴到120度和400度的板上,哪个先干?试从传热学的角度分析?答:在大气压下发生沸腾换热时,上述两滴水的过热度分别是△t=tw–ts=20℃和△t=300℃,由大容器饱和沸腾曲线,前者表面发生的是泡态沸腾,后者发生膜态沸腾。
虽然前者传热温差小,但其表面传热系数大,从而表面热流反而大于后者。
所以水滴滴在120℃的铁板上先被烧干。
2、锅铲、汤勺、漏勺、铝锅等炊具的柄用木料制成,为什么?答:是因为木料是热的不良导体,以便在烹任过程中不烫手。
3、滚烫的砂锅放在湿地上易破裂。
为什么?答:这是因为砂锅是热的不良导体, 如果把烧得滚热的砂锅,突然放到潮湿或冷的地方,砂锅外壁的热就很快地被传掉,而内壁的热又一下子传不出来,外壁冷却很快的收缩,内壁却还很热,没什么收缩,加以陶瓷特别脆,所以往往裂开。
或者:烫砂锅放在湿地上时,砂锅外壁迅速放热收缩而内壁温度降低慢,砂锅内外收缩不均匀,故易破裂。
4、往保温瓶灌开水时,不灌满能更好地保温。
为什么?答:因为未灌满时,瓶口有一层空气,是热的不良导体,能更好地防止热量散失。
5、煮熟后滚烫的鸡蛋放入冷水中浸一会儿,容易剥壳。
为什么?答:因为滚烫的鸡蛋壳与蛋白遇冷会收缩,但它们收缩的程度不一样,从而使两者脱离。
6、用焊锡的铁壶烧水,壶烧不坏,若不装水,把它放在火上一会儿就烧坏了。
为什么?答:这是因为水的沸点在1标准大气压下是100℃,锡的熔点是232℃,装水烧时,只要水不干,壶的温度不会明显超过100℃,达不到锡的熔点,更达不到铁的熔点,故壶烧不坏.若不装水在火上烧,不一会儿壶的温度就会达到锡的熔点,焊锡熔化,壶就烧坏了。
7、冬天水壶里的水烧开后,在离壶嘴一定距离才能看见“白气”,而紧靠壶嘴的地方看不见“白气”。
这是因为紧靠壶嘴的地方温度高,壶嘴出来的水蒸气不能液化,而距壶嘴一定距离的地方温度低;壶嘴出来的水蒸气放热液化成小水滴,即“白气”。
化工原理传热答案
化工原理传热答案传热是化工过程中非常重要的一个环节,它直接影响着生产效率和产品质量。
在化工原理中,传热的基本方式有三种,传导、对流和辐射。
在实际生产中,我们需要根据不同的情况选择合适的传热方式来实现最佳的传热效果。
本文将针对化工原理传热答案进行详细介绍。
首先,我们来谈谈传热的基本方式——传导。
传导是指热量通过物质内部的传递,其传热速度取决于物质的导热系数和温度梯度。
在化工生产中,我们常常会用到传导传热,比如在加热反应釜时,通过加热外壁来传导热量到反应液中,从而提高反应速率。
其次,对流传热是指热量通过流体的对流传递。
对流传热的速度受到流体的流动速度、流体性质和传热面积的影响。
在化工生产中,我们经常会利用对流传热来实现快速的热量传递,比如在换热器中,通过流体的对流传热来实现冷热介质之间的热量交换。
最后,辐射传热是指热量通过辐射波的传递。
辐射传热的速度受到表面温度、表面发射率和传热面积的影响。
在化工生产中,我们通常会利用辐射传热来实现高温热源和被加热物体之间的热量传递,比如在炉膛中,通过燃烧产生的高温辐射来加热物料。
在实际生产中,我们需要根据具体的情况选择合适的传热方式。
比如在需要快速加热的情况下,我们可以选择对流传热;而在需要长时间稳定加热的情况下,我们可以选择传导传热。
当然,在一些特殊情况下,我们也可以结合多种传热方式来实现最佳的传热效果。
总的来说,化工原理传热答案涉及到传导、对流和辐射三种基本传热方式。
在实际生产中,我们需要根据具体情况选择合适的传热方式来实现最佳的传热效果。
通过对传热方式的深入了解和灵活运用,我们可以提高生产效率,降低能源消耗,从而实现经济效益和环保效益的双赢。
传热学精选作业题讲解含答案
Rf
1 h
1 10
0 .1(m 2 k / W
)
R总 =R +Rf
= 0 .0 1 1 2 5 + 0 .1 0 .1 1 1 2 5 ( m 2 k / W )
由 R= t得 :
P = 1
t R总
=
t1 -t f R总
=
400-298 = 917W 0 .1 1 1 2 5
传热学精选作业题讲解含答案
解 : 由 导 热 公 式 : = - A d t , dx
d x = - A d t
d x = - A
tw 2 d t
0
tw1
推导得:
Q损
=
=
A
t w1 -t w 2
1 .0 4
20 520
0 .1 3
50
7 5 2 0 0W
Q 1day t 7 5 .2 2 4 3 6 0 0 8 6 4 0 0 s
187.22 K
传热学精选作业题讲解含答案
1-24
• 在附图所示的稳态热传递过程
中,已知: tw1 = 460℃,tf2= 300℃,δ1= 5mm,δ2= 0.5mm ,λ1= 46.5W/(m·K),λ2= 1.16 W/(m.K),h2= 5800 W/(m 2·K)。 试计算单位面积所传递的热量
传热学精选作业题讲解含答案
2 - 3 . 已 知 : 1 = 2 0 m m = 0 .0 2 m , 1 1 .3W / m k
q 1 5 0 0W , 2 0 .1 2W / (m k )
t1 7 5 0 o C , t3 5 5 o C 求 2
解
:
由
公
《工程热力学与传热学》第一次作业
B、一定是可逆过程
C、一定是不可逆过程
D、不能反向进行的过程
我的答案:C 此题得分:2.5分
5.(2.5分) 第二类永动机违反了以下哪个基本定律。
A、热力学第零定律
B、热力学第一定律
C、热力学第二定律
D、不违背任何定律
×
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第一阶段在线作业
单选题 (共25道题)
收起
1.(2.5分) 如果热力系统与外界之间没有任何形式的能量交换,那么这个热力系统一定是( ):
A、开口系统
B、闭口系统
C、绝热系统
D、孤立系统
我的答案:D 此题得分:2.5分
2.(2.5分) 理想气体的热力学能只与( )有关。
A、等于1
B、大于1
C、小于1
D、都有可能
我的答案:B 此题得分:2.5分
10.(2.5分) 任何可逆循环的热效率都( )卡诺循环的热效率。
A、大于
B、等于
C、小于1
D、无法比较
我的答案:D 此题得分:2.5分
11.(2.5分) 任何可逆循环的热效率都( )不可逆循环的热效率。
C、沸水可用能多
D、无法比较
我的答案:C 此题得分:2.5分
19.(2.5分) 若组成热力系统的各部分之间没有热量传递,热力系统将处于热平衡状态。此时热力系统内部一定不存在( )。
A、温度差
B、压力差
C、化学反应
D、两相共存
我的答案:A 此题得分:2.5分
A、大于
B、等于
C、小于1
D、无法比较
工程热力学与传热学第三章作业参考答案
“山水之乐”的具体化。3.第三段同样是写“乐”,但却是写的游人之乐,作者是如何写游人之乐的?明确:“滁人游”,前呼后应,扶老携幼,自由自在,热闹非凡;“太守宴”,溪深鱼肥,泉香酒洌,美味佳肴,应有尽有;“众宾欢”,投壶下棋,觥筹交错,说说笑笑,无拘无束。如此勾画了游人之乐。4.作者为什么要在第三段写游人之乐?明确:写滁人之游,
贯穿全篇,却有两个句子别出深意,不单单是在写乐,而是另有所指,表达出另外一种情绪,请你找出这两个句子,说说这种情绪是什么。明确:醉翁之意不在酒,在乎山水之间也。醉能同其乐,醒能述以文者,太守也。这种情绪是作者遭贬谪后的抑郁,作者并未在文中袒露胸怀,只含蓄地说:“醉能同其乐,醒能述以文者,太守也。”此句与醉翁亭的名称、“醉翁之
p50习题习题3214476p50习题习题33lnlnp50习题习题351331可逆绝热过程2自由膨胀lnln576kjkmcmr理想气体定值比热及比热比单原子双原子多原子摩尔定容比热ckjkmolk摩尔定压比热ckjkmolk比热比k16714129当计算精度要求不高或气体处于较低温度范围常采用定值比热忽略比热与温度的关系
Ws U mu mcv T1 T2 1746.3kJ
S 0
(2)自由膨胀
Ws 0 Q 0, U 0 T2 T1 340K
S
mcv
ln T2 T1
mR ln
v2 v1
5.76kJ/K
当计算精度要求不高,或气体处于较低温度 范围,常采用定值比热,忽略比热与温度的关系。 不同气体在标准状态下均为22.4m3,不同气体只 要其原子数相同则其摩尔定值比热相等。
江西)人,因吉州原属庐陵郡,因此他又以“庐陵欧阳修”自居。谥号文忠,世称欧阳文忠公。北宋政治家、文学家、史学家,与韩愈、柳宗元、王安石、苏洵、苏轼、苏辙、曾巩合称“唐宋八大家”。后人又将其与韩愈、柳宗元和苏轼合称“千古文章四大家”。
15春北航《传热学》在线作业一满分答案
奥鹏15春北航《传热学》在线作业一
一、单选题(共10 道试题,共40 分。
)
1. 定向辐射强度与方向无关的规律称为()。
A. 普朗克定律
B. 四次方定律
C. 维恩定律
D. 兰贝特定律
正确答案:D
2. 工程中常遇到热量从固体壁面一侧的高温流体,通过固体壁传递给另一侧低温流体的过程,称为()。
A. 热传导
B. 热对流
C. 热辐射
D. 传热过程
正确答案:A
3. 水平圆筒外的自然对流换热的特性尺度应取()。
A. 圆筒的长度
B. 圆筒外径
C. 圆筒内径
D. 圆筒壁厚度
正确答案:B
4. 在非稳态导热时,物体的温度随着()。
A. 形状变化
B. 重量变化
C. 时间变化
D. 颜色变化
正确答案:C
5. 一般而言,金属比非金属(介电体)的导热系数值是()。
A. 较高的
B. 较低的
C. 相等的
D. 接近的
正确答案:A
6. 对流换热牛顿冷却定律式为Φ=aA△t(W)指出其中的热阻表达式是()。
A. Aa
B. 1/aA
C. A/a。
6 传热作业
班级: ; 姓名: ;学号:传热概述1. 按冷热流体的接触状况,传热过程有哪三种基本方式?2. 传热按机理分为哪几种?3. 若热流体走管内,冷流体走管外,两流体通过间壁的传热包括那几个过程?热传导1. 对于三层圆筒壁的定态热传导,若 Q 1、Q 2、Q 3为从内向外各层的导热量,则它们之间的关系为____。
A. Q 1=Q 2=Q 3B.Q 3>Q 2>Q 1C.Q 1>Q 2>Q 3D. Q 1、Q 2、Q 3之间无法比较2. 导热系数的物理意义是 ,它的单位是 。
3. 各种物体的导热系数大小顺序为 。
4. 双层平壁定态热传导,两层壁厚面积均相等,各层的导热系数分别为1λ和2λ,其对应的温度差为1t ∆和2t ∆,若1t ∆>2t ∆,则1λ和2λ的关系为 。
A 1λ<2λB 1λ>2λC 1λ=2λD 无法确定5.圆筒壁的定态热传导与平壁的定态热传导有何区别?平壁的热传导6.平壁炉的炉壁由三种材料所组成,内层是耐火砖,()℃./07.11m W =λ,mm b 2001=;中间是绝缘砖,()℃./14.02m W =λ,mm b 1002=;最外层是钢板,()℃./453m W =λ,mm b 63=。
若耐火砖层内表面温度℃11501=t ,钢板外表面温度℃304=t 。
求(1)导热的热通量q 。
(2)实验测得热损失为300W/m 2,试分析原因并计算附加热阻附R 。
多层圆筒壁的热传导7. 外径为100mm 的蒸汽管,外面包有一层50mm 厚的绝缘材料A,λA=0.05W/(m.℃),其外再包一层50mm 厚的绝缘材料B,λB=0.075W/(m.℃),若绝缘A 的内表面及绝缘BB 的外表面温度各为170℃及38℃,试求:(1)每米管长的热损失;(2)A 、B 两种材料的界面温度;(3)若将两种材料保持各自厚度,但对调位置,比较其保温效果。
假设传热推动力保持不变。
建工版(第5版)《传热学》第3章作业参考解答
第82页第4题已知:电熨斗T 0=T f ,体积V ,表面积A ,ρ、c 、λ均为已知且为常数内有恒热源q V ,表面换热系数h =const. 求: T (τ ) 解:认定电熨斗表面Biot 数远远小于1,也即可以将其温度看成均匀的。
按能量守恒原理,)()(cVT d d T T Ah Vd q f V ρττ=−−所以,⎪⎩⎪⎨⎧=−−==ff VT TT T cV Ah c q d dT 0)(τρρτ 注意到,)]([)()(AhV q T T cV AhT T AhV q cV Ah T T cV Ah c q V f f V f V +−−=+−=−−ρρρρ令,)(AhVq T T u V f +−= 则,⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧−=−==Ah V q u u cV Ah d duV 0τρτ解之得,)exp(τρcV AhAhV q u V −−=或,)]exp(1[τρcV Ah AhV q T T V f −−+=问题:当时间足够长时,系统将进入稳定状态,那么,电熨斗所能达到的平衡温度是多少?第82页第7题已知:热电偶,d =0.5mm ,ρ=8930 kg/m 3, c =400 J/(kg ⋅°C), t 0=25°C, t f =120°C ,h =95W/( m 2⋅°C)求: θ/θ0=1%时τ=?以及对应的温度t 。
解:d dd A V 616123==ππ 1-3s 3191.0105.040089309566=××××===−cd h A V c h cVAhρρρ 因为,)exp(0τρθθcVAh −= 所以,s43.141100ln 3191.01ln0===θθρτhAcV此时,%100=−−=ff t t t t θθ 所以,C05.119)12025(01.0120)(01.00D =−+=−+=f f t t t t 注意到,λλ00792.0Bi ,)K W/(m 95 m,10333.86125==⋅=×==−A V h h d A V 。
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2. 燃烧炉的内层为460mm 厚的耐火砖,外层为230mm 厚的绝缘砖。
若炉的内表面温度t 1为1400℃,外表面温度t 3为100℃。
试求导热的热通量及两砖间的界面温度。
设两层砖接触良好,已知耐火砖的导热系数为λ1=0.9+0.0007t ,绝缘砖的导热系数为λ2=0.3+0.0003t 。
两式中t 可分别取为各层材料的平均温度,单位为℃,λ单位为W /(m ·℃)。
1、解:热通量q 及界面温度t 2由:)(21111t t b m q q -==λ)(32222t t b m q -==λ又 t 00070901..+=λ t 00030302..+=λ已知:14001=t ℃ 1002=t ℃460b 1=mm 2302=b mm代入联立解之得:9492=t ℃代入q 式得1689=q (W/m2)答: q =1689W /㎡,t 2=949℃4. 蒸汽管道外包扎有两层导热系数不同而厚度相同的绝热层,设外层的平均直径为内层的两倍。
其导热系数也为内层的两倍。
若将二层材料互换位置,假定其它条件不变,试问每米管长的热损失将改变多少?说明在本题情况下,哪一种材料包扎在内层较为适合?解:δ相同:2123r r r r -=- 平均直径:232d d = 232r r =1212232332r r r r x r r r r r ln )(ln -=-= ∵1223r r r r -=- ∴有12232r r r r ln ln =每米管长的热损失q ′ 231231ln 21ln 1)(π2r r r r t t L Q q λλ+-==232331ln 21ln 2)(π2r r r r t t λλ+-=更换材料以前,每米管长热损失q ′ 232331ln 1ln 21)(π2r r r r t t L Q q λλ+⨯-==∴251.='q q 即: q ′=1.25q 故原保温好。
6. 在列管式换热器中用冷水冷却油。
水在直径为φ19×2mm 的列管内流动。
已知管内水侧对流传热系数为3490W /(m 2·℃),管外油侧对流传热系数为258W /(m 2·℃)。
换热器在使用一段时间后,管壁两侧均有污垢形成,水侧污垢热阻为0.000 26m 2·℃/W ,油侧污垢热阻为0.000 176m 2·℃/W 。
管壁导热系数为45W /(m ·℃),试求:(1)基于管外表面积的总传热系数;(2)产生污垢后热阻增加的百分数。
解:1、基于管子外表面积的总传热系数K O :)(i i i Si m W Si d d d d R d bd R K αλα0000011++++= )...(1534901915190002601745190020000176025811⨯+⨯+⨯⨯++= ).....(0003630000330000500001760003801++++= 208004801==.W /(m 2.℃)2、产生垢淀后热阻增加的百分数%%)(增加前的总热阻增加的热阻8111000003300001760004800003300001760100......%=⨯+-+=⨯ 答: (1)K o =208W /(m 2.℃);(2)11.8%7. 在并流换热器中,用水冷却油。
水的进、出口温度分别为15℃和40℃,油的进、出口温度分别为150℃和100℃现因生产任务要求油的出口温度降至80℃,假设油和水的流量、进口温度及物性均不变,原换热器的管长为lm ,试求此换热器的管长增至若干米才能满足要求。
设换热器的热损失可忽略。
原: 现:水15℃→40℃ 15℃→t油150℃→100℃ 150℃→80℃现要求油出口为80℃ 0=L Q解:)1540()100150(-=-PC C Ph h C W C W21=PCC Ph h C W C W 59260135601351212.ln ln =-=∆∆∆-∆=∆t t t t t m ℃111m Ph h t KS T C W ∆=∆85150592111..==∆∆=T t KS C W m Phh现:同理:501580150=+-=PC C Ph h C W C W t )(℃99730801503013530135222.ln =--=∆∆=T t KS C W m Phh ∴86199708512221121212...=====KS C W KS C W S S l r l r L L Ph h Phh m m ππL 1=1m∴ L 2=1.86m答:L =1.85m10. 在逆流换热器中,用初温为20℃的水将1.25kg /s 的液体(比热容为1.9kJ /kg ·℃、密度为850kg /m 3),由80℃冷却到30℃换热器的列管直径为φ25×2.5mm ,水走管方。
水侧和液体侧的对流传热系数分别为0.85kW /(m 2·℃)和1.70kW /(m 2·℃),污垢热阻可忽略。
若水的出口温度不能高于50℃,试求换热器的传热面积。
解:热负荷:Q =W 1c p 1(T 1-T 2)=1.25×1.9×103(80-30)=1.2×105W传热温度差:Δt m =(Δt 2-Δt 1)/ln(Δt 2/Δt 1)=[(80-50)-(30-20)]/ln(30/10)=18.2℃总传热系数:33333o o o 1006.2107.1110201085.0102511---⨯=⨯+⨯⨯⨯⨯=+≈ααi i d d K m 2·℃/W解得:K o =485.44W/(m 2·℃),有:S =Q /(K o Δt m )=13.9m 2答: S 。
=13.9m 213.在一单程列管换热器中,用饱和蒸汽加热原料油。
温度为160℃的饱和蒸汽在壳程冷凝(排出时为饱和液体),原料油在管程流动,并由20℃加热到106℃。
列管换热器尺寸为:列管直径为φ19×2mm 、管长为4m ,共有25根管子。
若换热器的传热量为125kW ,蒸汽冷凝传热系数为7000W /(m 2·℃),油侧污垢热阻可取为0.0005(m 2·℃)/W ,管壁热阻和蒸汽侧垢层热阻可忽略,试求管内油侧对流传热系数。
又若油的流速增加一倍,此时若换热器的总传热系数为原来总传热系数的1.75倍,试求油的出口温度。
假设油的物性不变。
解:△t m = 90.3℃ S = n πDL = 25×π×0.019×4 = 5.96 m 2K 0 =m t S Q ∆ = 3.9096.5101253⨯⨯ = 232.26 W/(m 2•℃) ⑴ 000011αα++=i si ii d d R d d K 0027860700017000100050262321019001501110000.)..(..)(=--=--=ααi si i i d d R K d d)(K m W/3609.3582⋅≈=i α⑵ Q 1 = W C P (t 2 – t 1)= 1.4535×103(106 – 20)= 125 kWQ 2 = 2 W C P (t 2 – 20)= 2×1.4535(t 2 – 20) 96.526.23275.1)20(4535.121075.116020160ln )160()20160(230222⨯⨯-⨯⨯=⋅=-----=∆t s K Q t t t mt 2 = 99.2℃ ≈100℃答:αi =360 W /(m 2·℃),t 2 =100℃ 1.外径为159 mm 的钢管,其外依次包扎A 、B 两层保温材料,A 层保温材料的厚度为50 mm ,导热系数为0.1 W /(m·℃),B 层保温材料的厚度为100 mm ,导热系数为1.0 W /(m·℃),设A 的内层温度和B 的外层温度分别为170 ℃和40 ℃,试求每米管长的热损失;若将两层材料互换并假设温度不变,每米管长的热损失又为多少?解:()()m W 150m W 100159100502159011159502159101401701432π21π2123212121=++⨯++⨯+-⨯⨯=+-=ln .ln ..r r ln r r ln t t L Q λλA 、B 两层互换位置后,热损失为()()m W 5131m W 100159100502159101159502159011401701432π21π2123212121.ln .ln ..r r ln r r ln t t L Q =++⨯++⨯+-⨯⨯=+-=λλ2.在某管壳式换热器中用冷水冷却热空气。
换热管为φ25 mm×2.5 mm 的钢管,其导热系数为45 W/(m·℃)。
冷却水在管程流动,其对流传热系数为2 600 W/(m 2·℃),热空气在壳程流动,其对流传热系数为52 W/(m 2·℃)。
试求基于管外表面积的总传热系数K ,以及各分热阻占总热阻的百分数。
设污垢热阻可忽略。
解:由o o oo m i i11K d d b d d αλα=++查得钢的导热系数 )C m W 452︒⋅=λ2.5b =mm o 25d =mm ()mm 20mm 52225=⨯-=.d imm 5.22mm 22025m =+=d ()()C m W 6.50C m W 02.02600025.00225.045025.00025.0521122o ︒⋅=︒⋅⨯+⨯⨯+=K 壳程对流传热热阻占总热阻的百分数为oo o o 150.6100%100%100%97.3%152K K αα⨯=⨯=⨯= 管程对流传热热阻占总热阻的百分数为oo o i ii i o 50.60.025100%100%100% 2.4%126000.02d K d d d K αα⨯⨯=⨯=⨯=⨯ 管壁热阻占总热阻的百分数为oo o mm o 0.00250.02550.6100%100%100%0.3%1450.0225bd bd K d d K λλ⨯⨯⨯=⨯=⨯=⨯ 3.在一单程管壳式换热器中,用冷水将常压下的纯苯蒸气冷凝成饱和液体。
已知苯蒸气的体积流量为1 600 m 3/h ,常压下苯的沸点为80.1 ℃,气化热为394 kJ/kg 。
冷却水的入口温度为20 ℃,流量为35 000 kg/h ,水的平均比热容为4.17 kJ/(kg·℃)。