冶金传输原理-热量传输-第7章 试题库
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第7章 对流换热
题7-1 一个大气压下20℃的空气，以1.5m/s 的速度流过温度为100℃的平面炉墙表面，炉宽1.0m,长2.0m ，若不计自然对流影响，求炉墙的对流换热量。已知在60℃下空气的有关物性为
696.0Pr );/(10
90.2;/10
97.182
26
=︒⋅⨯=⨯=--C m W s m λν
解：C T T T W f m ︒=+=
+=
60)20100(2
1)(2
1
对长L=2.0m 的平板，有 5
5
6
010510
58.110
97.180.25.1Re
⨯<⨯=⨯⨯=
=-ν
L
v L
层流
由 315.0Pr Re 664.0=Nu 有
)
/(39.3)
1058.1(696
.00
.210
90.2664.0Re
Pr
664.02
2
/153
/12
213
11
C m W l
h x
︒⋅=⨯⨯⨯⨯⨯
==----λ
于是传热热量为
W A T T h Q f W 4.5420.10.2)20100(39.3)(=⨯⨯-⨯=-=
题7-2 一个大气压下24℃的空气，以60m/s 的速度流过温度为216℃的平面炉墙表面，炉宽1.0m,长0.4m ，若不计辐射换热，求炉墙的对流换热量。已知在120℃下空气的有关物性为
686.0Pr );/(10
34.3;/10
45.252
26
=︒⋅⨯=⨯=--C m W s m λν
解：C T T T W f m ︒=+=
+=
120)24216(2
1)(2
1
所以，对长L=0.4m 的平板有 5
5
6
010510
43.910
45.254.060Re
⨯>⨯=⨯⨯=
=-ν
l
v L
湍流
从而有
1196686
.0]871)1043.9(037.0[Pr
)871Re
037.0(3
/18
.053
18
.0=⨯-⨯=-=Nu
)/(9
.994.0/10
34.31196/2
2
C m W l Nu h ︒⋅=⨯⨯==-λ
于是传热热量为
W A T T h Q f W 32.76720.14.0)24216(9.99)(=⨯⨯-⨯=-=
题7-3 水在内径d=0.03m 、长度m l 0.2=的水平直管中流动，管内水流速,
/04.0s m u =
平均温度,20C T f ︒=当管壁温度为C T W ︒=60时，求对流换热系数。已知时，C T f ︒=20水的物性参数为
02.7Pr ;/11082.1);/(599.0;/10
006.14
26
=︒⨯=︒⋅=⨯=--C C m W s m βλν
当C T W ︒=60时，
)/(10
699.4;98.2Pr 4
s m kg W W ⋅⨯==-μ
解： 2300119210
006.103
.004.0Re
6
<=⨯⨯=
=
-ν
ud
f
层流
1052.1252
03.002.71192Pr Re
>=⨯⨯=l d f
f
可以选式（7.39）计算 86.259.001.586.1)
()
/Pr (Re
86.114
.03
/1=⨯⨯==W f
f f
f
l d Nu
μμ
故 )/(1.5703
.0599.086.22
C m W d
Nu h ︒⋅=⨯
==λ
题7-4 一直管内径为0.08m,管长为5m,管壁温度保持60℃，水与空气分别从管中流过，
试分别计算水和空气从20℃加热到40℃时对流换热系数。已知管中水的流速为0.3m/s,空气流速为4.5m/s 。已知在30℃下水的有关物性为
42.5Pr );/(618.0;/10
805.02
6
=︒⋅=⨯=-C m W s m λν
在30℃下空气的有关物性为 701.0Pr );/(10
67.2;/10
9.222
26
=︒⋅⨯=⨯=--C m W s m λν
解：C T T T f f f ︒=+=
+=
30)4020(2
1)(2
121
C T T T f W ︒=-=-=∆303060 故不考虑因粘度引起的误差修正。 又 对于直管605.6208.0/5>==d L ，故不考虑入口段修正。 水： 2981310805.008.03.0Re 5
=⨯⨯==-ν
ud
空气：1572010
9.2208.05.4Re 6
=⨯⨯=
=
-ν
ud
均为旺盛湍流)10000(Re >,采用式（7.31） 水)/(6.132642
.529813
023.008
.0618.0Pr Re
023.02
4
.08
.04
.08.0C m W d
h f
f
︒⋅=⨯⨯⨯=
=λ
空气