传热学(第四版)例题

0.05
硅藻土砖：
q tw1 tw2 0.242 300 100 9.68102W / m2

0.05
例题1-2
一根水平放置的蒸汽管道，其保温层外径d=583mm,
外表面实测平均温度 t w = 48℃ 。空气温度 t f =
23℃，此时空气与管道外表面间的自然对流传热 的表面传热系数h=3.42 w (m2k) ,保温层外表面的
每米长度管子上的辐射换热量为
ql,r d (T14 T24 )
274.7 w m
于是每米长管道的总散热量为
ql ql,c ql,r 156.5W m 274.7W m
431.2W m
例题1-3
一块发射率 0.8的钢板，温度为27℃ ，试计算单
位时间内钢板单位面积上所发出的辐射能。 解：钢板单位面积上所发出的辐射能为
18.5W 33.4W 51.9W
同一室温下，冬天人体的散热是夏天的3倍多，怪不 得冬天会觉得冷，而夏天则由于不能及时散热而感 到热。
例题2-1
一锅炉炉墙采用密度为300 kg m3 的水泥珍珠岩制作，
壁厚 120mm，已知内壁温度
t1 ℃50，0 外壁温
度 t2 50 ℃ ，试求每平方米炉墙每小时的热损失。
q T 4 0.8 5.67 108 W (m2 K 4 ) (27 273)4 K 4
367.4W m2
例题1-4
对一台氟利昂冷凝器的传热过程作初步测 算得到以下数据：管内水的对流传热表面 传热系数 h1 8700W (m2 K ) ，管外氟利昂蒸 气凝结换热 表面传数 h2 1800W (m2 K ) ， 换热管子壁厚 1.5mm 。 管子材料是导热 系数 383W (m k) 的铜。试计算三个环 节的热阻及冷凝器的总传热系数。欲增强 传热应从哪个环节入手？

(t1

t2 )

0.0940W (m 0.120m

K)

(500C

50C)
353W m2
例题2-2
一台锅炉的炉墙由三层材料叠合组成。最 里面是耐火粘土砖，厚115mm;中间是B级硅 藻土砖，厚125mm；最外层为石棉板，厚 70mm。已知炉墙内、外表面温度分别为 495℃和60℃，试求每平方米炉墙每小时的 热损失及耐火砖与硅藻土砖分界面上的温 度。
解：三个环节单位面积热阻的计算分别如下：
水测换热面积热阻：
1 h1

1 8700W (m2
K)
1.15104
m2 K
W
管壁导热面积热阻：
1.5103 m 3.92106 m2K W 383W (m K)
氟利昂Hale Waihona Puke Baidu汽凝结面积热阻：
1 h2

1
1800W (m2 K )
解：换热面积
A (3.13 0.251.75 3.14 0.252 4)mm 1.42m2
人体冬天的总换热量：
winter hA(tw1 t f ) A (Tw41 Tw42 ) 18.5W 154W 172.5W
人体夏天的总换热量：
summer hA(tw1 t f ) A (Tw41 Tw42 )
3
435 W 1.78
m2 244W
m2
1 2 3
将此q值代入，求出耐火粘土砖与B级硅藻土砖分
界面的温度为
t2

t1

q
1 1

495C
发射率 = 0.9 。试求（１）此管道的散热必须
考虑哪些热量传递方式；（２）计算每米长度管 道的总散热量。
解：此管道的散热有辐射传热和自然对流传热两种方式。 把管道每米长度上的散热量记为 ql 。
单位长度上的自然对流散热量为
ql,c d ht dh(tw t f )
3.140.5833.42(48 23) 156.5 w m
（4）材料为硅藻土， 0.242W (mk)
解： 铜：
q tw1 tw2 375 300 100 1.50106W / m2

0.05
钢：
q tw1 tw2 36.4 300 100 1.46105W / m2

0.05
鉻砖：
q tw1 tw2 2.32 300 100 9.28103W / m2
5.56 104 m2 K
W
于是冷凝器的总传热系数为：
k
1
1
1
1480 m2 K
W
h1 h2
氟利昂蒸汽侧的热阻在总热阻中占主要地位，它具
有改变总热阻的最大能力。因此，要增强冷凝器的 传热，应先从冷凝器侧入手，并设法降低这一环节 的热阻值。
例题1-5
计算夏天与冬天站立在同为25℃的房间内 的人体与环境间的换热量。站立的人体与 空气间的自然对流换热表面传热系数取为 2.6，人体衣着与皮肤的表面温度取为30℃， 表面发射率为0.95。夏天室内墙面温度取 为26℃，冬天取为10℃。
传热学 例题
2010/11/11
例题1-1
一块厚度 =50mm的平板，
t 两侧表面分别维持在 w1 t =300℃, w2 =100℃.试求下
列条件下通过单位截面积 的导热量:（1）材料为铜，
375W (mk)
（2）材料为钢， 2.32W (mk) （3）材料为铬砖， 36.4W (mk)
解：1 115mm 2 125mm 3 70mm
经过几次迭代，得出三层材料的导热系数为
1 1.12W (m K ) , 2 0.116W (m K ) , 3 0.116W (m K ) 代入得每平方米炉墙每小时的热损失为
q

1
t1 t4
2
解：为求平均导热系数 ，先算出材料的平均温度
于是
500C 50C
t
275C
2

(0.0651 0.000105 275)W (m K )
(0.0651 0.0289)W (m K)
0.0940W (m K)
代入得每平方米炉墙的热损失为
q