传热学 热传导 计算

1、一直径为4cm的小铜球，初始温度为500℃，突然放置于10℃的空气中，假设铜球表面与周围环境的对流换热系数为30W/(m2.K)，试计算铜球冷却到200℃所需要的时间。已知铜球的比热c p=0.377KJ/(Kg.K)，ρ=8440Kg/m3，λ=109W/(m.K)。

2、一内径为300mm、厚为10mm的钢管表面包上一层厚为20mm的保温材料，钢材料及保温材料的导热系数分别为48W/(m.K)和0.148W/(m.K)，钢管内壁及保温层外壁温度分别为220℃及40℃，管长为10m。试求该管壁的散热量。

3、一内径为75mm、壁厚2.5mm的热水管，管壁材料的导热系数为60W/(m.K)，管内热水温度为90℃，管外空气温度为20℃。管内外的换热系数分别为500W/(m2.K)和35 W/(m2.K)。试求该热水管单位长度的散热量。

4、一热电偶的ρcV/A之值为2.094KJ/(m2·K),初始温度为20℃,后将其置于320℃的气流中.试计算在气流与热电偶之间的表面传热系数为58W/(m2.K)及1168 W/(m2.K)的两种情形下热电偶时间常数,并划出两种情形下热电偶读数的过余温度随时间变化曲线。

5、某一炉墙内层由耐火砖、外层由红砖组成，厚度分别为200mm和100mm，导热系数分别为0.8W/(m.K)和0.5W/(m.K)，炉墙内外侧壁面温度分别为700℃和50℃，试计算：(1)该炉墙单位面积的热损失；(2)若以导热系数为0.11W/(m.K)的保温板代替红砖，其它条件不变，为使炉墙单位面积热损失低于1kW/m2，至少需要用多厚的保温板。