热分析实例

铝 玻璃纤维 不锈钢 海水
R15 feet


一圆筒形的罐有一接管,罐外径为3英尺，壁厚为0.2英尺，接管外径 为0.5英尺，壁厚为0.1英尺，罐与接管的轴线垂直且接管远离罐的端 部。如图所示： 罐内流体温度为华氏450度,与罐壁的对流换热系数年为250BUT/hrft2-oF,接管内流体的温度为华氏100度,与管壁的对流换热系数随管壁 温度而变。接管与罐为同一种材料，它的热物理性能如下表所示：

一钢铸件及其砂模的横截面尺寸如图所示: 砂模的热物理性能如下表所示:
单位制 导热系数(KXX) 密度(DENS) 比热(C) Btu/hr.in.oF lbm/in3 Btu/lbm.oF 0.025 0.254 0.28
铸钢的热物理性能如下表所示:
单位制 导热系数 焓 Btu/hr.in.oF Btu/in3 0oF 1.44 0 2643oF 1.54 128.1 2750oF 1.22 163.8 2875oF 1.22 174.2
70 0.285 8.35 0.113 426 200 0.285 8.90 0.117 405 300 0.285 9.35 0.119 352 400 0.285 9.8 0.122 275 500 0.285 10.23 0.125 221
oF
温度 密度 导热系数 比热 对流系数*
lbm/in3 Btu/hr-ft-oF Btu/lbm-oF Btu/hr-ft2-oF
初始条件:铸钢的温度为2875oF，砂模的温度为80oF； 砂模外边界的对流边界条件：对流系数 0.014Btu/hr.in2.oF，空气温度80oF； 求3个小时后铸钢及砂模的温度分布。


某一潜水艇可以简化为一圆筒，它由三层组成，最外 面一层为不锈钢，中间为玻纤隔热层，最里面为铝层， 筒内为空气，筒外为海水，求内外壁面温度及温度分 布。 几何参数： 筒外径 30feet 总壁厚 2inch 不锈钢层壁厚 0.75inch 玻纤层壁厚 1inch 空气 铝层壁厚 0.25inch 筒长 200 feet 导热系数 不锈钢 8.27BTU/hr.ft.oF 玻纤 0.028 BTU/hr.ft.oF 铝 117.4BTU/hr.ft.oF 边界条件 空气温度 70oF 海水温度 44.5oF 空气对流系数 2.5BTU/hr.ft2.oF 海水对流系数 80BTU/hr.ft2.oF 沿垂直于圆筒轴线作横截面，得到一圆环，取其 中1度进行分析,如图示。
求罐与接管的温度分布。


ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一个30公斤重、温度为70℃的铜块,以及一个20公斤重、温度为80℃ 的铁块，突然放入温度为20℃、盛满了300升水的、完全绝热的水箱 中,如图所示。过了一个小时，求铜块与铁块的最高温度(假设忽略水 的流动)。 材料热物理性能如下:
热性能 导热系数 密度 比热 单位制 W/m℃ Kg/m3 J/kg℃ 铜 383 8889 390 铁 70 7833 448 水 .61 996 4185