传热学1,2,3章答案

传热学第四版 (安徽工业大学专用)

1- 8热水瓶胆剖面的示意图如附图所示。 瓶胆的两层玻璃之间抽成真空， 内胆外壁及外胆内 壁涂了反射率很低的

银。试分析热水瓶具有保温作用的原因。 如果不小心破坏了瓶胆上抽气 口处的密闭性，这会影响保温效果吗？ 解：保温作用的原因：内胆外壁外胆内壁涂了反射率很低的银， 则通过内外胆向外辐射的热

量很少，抽真空是为了减少内外胆之间的气体介质，

以减少其对流换热的作用。

如果密闭性

破坏，空气进入两层夹缝中形成了内外胆之间的对流传热，从而保温瓶的保温效果降低。

2

1- 10 一炉子的炉墙厚 13cm ，总面积为 20 m ，平均导热系数为 1.04w/m.k ，内外壁温分别 是520C 及50 C 。试计算通过炉墙的热损失。如果所燃用的煤的发热量是 2.09X 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

「°4 20(52°

5

°)75.2KW

0.13

每天用煤

24 3600 75.2 4

2.09 104

1-

19在1-14题目中，如果把芯片及底板置于一个封闭的机壳内，机壳的平均温度为 20C,

芯片的表面黑度为 0.9,其余条件不变，试确定芯片的最大允许功率。

4

4

8

4

A T 1 T 2

= 0.9 5.67 10 8

[(85 273)4

p 对流+ 辐射=1.657W

46.

5W

/(m.K)水侧表面传热系数h 2

5800W/(m 2

.K)。设传热壁可以看成平壁，试计 算各个环节单位面积

的热阻及从气到水的总传热系数。 你能否指出，为了强化这一传热过程，

应首先从哪一环节着手？ 解:

1

丄丄 _

2

h

1

h

2

= 94.7

W/

(m .K)，应强化气体侧表面传热。

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

W/(m.K)

,0. 07

W/(m.K)

及 0.1

W/(m.K)

。

2

冷藏室的有效换热面积为 37.2 m ，室内外气温分别为-2 C 及30C ，室内外壁面的表面传热

2 2

系数可分别按1.5

W /(m

K)及2.5W/(m K)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

310.9Kg /d

(20 273)4 ] 0.00014

解： 辐射

1-21有一台气体冷却器，气侧表面传热系数

* = 95W/(m 2 .K)，壁面厚 =2.5mm ,

R 1

1 h 1

0.010526; R

0.0025 46.5

5.376 10 5

; R

3

1

h 2

1 5800

1.724 10

A 1 1t1 t2 30 ( 2)37.2

1 11

2

3 1 1 0.00079

4 0.152 0.0095

h 1 h

2 1 2

3 = 1.5 2.5 45 0.07 0.1

=357.14W

357.14X 3600= 1285.6KJ

2-15外径为50mm的烝气管道外，包覆有厚为40mm平均导热系数为0.11W/(m.K)的煤灰

泡沫砖。绝热层外表面温度为 50C ，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 C 。

解：由题意多层蒸气管总热流量

2 I t i t 2

In d i d 2 / i In d 3 d 2 / 2

代入数据得到 Z 168・25W

由附录知粉煤灰泡沫砖材料最高允许温度为 300 C

由此设在300 C 时

In d 1 d 2 / 1

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。

300mm 的圆球。球外包有厚为 30mm 的多层结 构的隔热材

料。隔热材料沿半径方向的当量导热系数为

1.8 10

"

W/(m.K)

，球内液氨的温

度为-195.6 C,室温为25C ，液氨的相变热为 199.6kJ/kg 。试估算在上述条件下液氨每天的 蒸发量。

的热流沿x 方向穿过厚为20mm 的平板(见附图)。已知 处的温度分别

为100 C, 60 C 及40 C 。试据此确定材料导热系数表达式

2 l t 1 t 2

72.33W

2 I t 1 t 2 ln d

3 d 2 / 2

358.29W

因为 所以不会超过允许温度。

2-22 一个储液氨的容器近似的看成为内径为

解:

1.8

104

〔25 ( 195.6)〕4

1

0.15 0.165

0.822W

0.822 24 3600

0.3562Kg

199.6 1000

高为30cm 的铝制圆台形锥台，顶面直径为 8.2cm ，底面直径为13cm.。底面及顶面

并分别为520C 及20C,锥台侧面绝热。试确定通过该锥形台的导热量。 铝

2-30

温度各自均匀， 的导热系数为100

W/(m -

K)

。

解：根据傅利叶导热公式得

X

。 X 。

A(x)

乎

dx

因为：4.1

6.5 X 0 dx 6.5 4.1

得X

。

51.23

代入数据积分得

30

得

r x

1397W

0.41 0.082dx

2-36 q=1000W/m x=0mm,10mm,20mm °

(1 b)

( t 为平均温度)中的

及b 。