传热学(第四版)例题PPT课件
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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 k g m 3 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 5 0 ℃ ，试求每平方米炉墙每小时的热损失。
解：为求平均导热系数 ，先算出材料的平均温度
氟利昂蒸汽凝结面积热阻：
h 1 21 8 0 0W 1 (m 2K )5 .5 6 1 0 4m 2KW
.
于是冷凝器的总传热系数为：
k
1
1
1
1480m2KW
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。
经过几次迭代，得出三层材料的导热系数为
11.12W(mK),20.116W(m K ), 30.116W(m K)
代入得每平方米炉墙每小时的热损失为
q1 1 t12 2t4 3 3 14.3 75 8Wm2244Wm2
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 q1 1 4 9 5 C 2 4 4 W m 2 1 .1 2 0 W .1 1 ( 5 m m K ) 4 7 0 C
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 w 1
t =300℃, w 2 =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)
（4）材料为硅藻土，0.242W(mk)
q T 4 0 . 8 5 . 6 7 1 0 8 W ( m 2 K 4 ) ( 2 7 2 7 3 ) 4 K 4
367.4Wm2
.
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 h18700W(m2K)，管外氟利昂蒸 气凝结换热 表面传数 h21800W(m2K) ， 换热管子壁厚 1.5mm。 管子材料是导热
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 q l 。
单位长度上的自然对流散热量为
q l,cdh td h (tw tf)
3 .1 4 0 .5 8 3 3 .4 2 ( 4 8 2 3 ) 156.5wm
硅藻土砖：
q tw 1 tw 2 0 .2 4 2 3 0 0 1 0 0 9 .6 8 1 0 2 W /m 2 0 .0 5
.
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 (m 2k ) ,保温层外表面的
.
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℃。
.
解：换热面积
A ( 3 . 1 3 0 . 2 5 1 . 7 5 3 . 1 4 0 . 2 5 2 4 ) m m 1 . 4 2 m 2
每米长度管子上的辐射换热量为
ql,r d(T14T24)
274.7wm
.Biblioteka Baidu
于是每米长管道的总散热量为
ql ql,c ql,r 1 5 6 .5 W m 2 7 4 .7 W m
431.2Wm
.
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
.
解： 铜：
q tw 1 tw 2 3 7 5 3 0 0 1 0 0 1 .5 0 1 0 6 W /m 2 0 .0 5
钢：
q tw 1 tw 2 3 6 .4 3 0 0 1 0 0 1 .4 6 1 0 5 W /m 2 0 .0 5
鉻砖：
q tw 1 tw 2 2 .3 2 3 0 0 1 0 0 9 .2 8 1 0 3 W /m 2 0 .0 5
于是
t500C50C275C 2
(0 .0 6 5 1 0 .0 0 0 1 0 5 2 7 5 )W (m K )
(0 .0 6 5 1 0 .0 2 8 9 )W (m K )
0.0940W(mK) .
代入得每平方米炉墙的热损失为
q ( t1 t2 ) 0 .0 9 4 0 0 .1 W 2 0 ( m m K ) ( 5 0 0 C 5 0 C )
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：1 115mm 2 125mm 3 70mm
人体冬天的总换热量：
w in te r h A (tw 1 tf)A ( T w 4 1 T w 4 2 )
1 8 .5 W 1 5 4 W 1 7 2 .5 W
人体夏天的总换热量：
s u m m e r h A (tw 1 tf)A ( T w 4 1 T w 4 2 )
1 8 .5 W 3 3 .4 W 5 1 .9 W
系数 383W(mk) 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？
.
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：
h 1 18 7 0 0W 1 (m 2K )1 .1 5 1 0 4m 2KW
管壁导热面积热阻：
38 13 .5 W 1(0 m 3m K)3.92106m 2KW
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例题2-1
一锅炉炉墙采用密度为300 k g m 3 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 5 0 ℃ ，试求每平方米炉墙每小时的热损失。
解：为求平均导热系数 ，先算出材料的平均温度
氟利昂蒸汽凝结面积热阻：
h 1 21 8 0 0W 1 (m 2K )5 .5 6 1 0 4m 2KW
.
于是冷凝器的总传热系数为：
k
1
1
1
1480m2KW
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。
经过几次迭代，得出三层材料的导热系数为
11.12W(mK),20.116W(m K ), 30.116W(m K)
代入得每平方米炉墙每小时的热损失为
q1 1 t12 2t4 3 3 14.3 75 8Wm2244Wm2
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 q1 1 4 9 5 C 2 4 4 W m 2 1 .1 2 0 W .1 1 ( 5 m m K ) 4 7 0 C
传热学 例题
2010/11/11
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例题1-1
一块厚度 =50mm的平板，
t 两侧表面分别维持在 w 1
t =300℃, w 2 =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)
（4）材料为硅藻土，0.242W(mk)
q T 4 0 . 8 5 . 6 7 1 0 8 W ( m 2 K 4 ) ( 2 7 2 7 3 ) 4 K 4
367.4Wm2
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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 h18700W(m2K)，管外氟利昂蒸 气凝结换热 表面传数 h21800W(m2K) ， 换热管子壁厚 1.5mm。 管子材料是导热
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。
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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 q l 。
单位长度上的自然对流散热量为
q l,cdh td h (tw tf)
3 .1 4 0 .5 8 3 3 .4 2 ( 4 8 2 3 ) 156.5wm
硅藻土砖：
q tw 1 tw 2 0 .2 4 2 3 0 0 1 0 0 9 .6 8 1 0 2 W /m 2 0 .0 5
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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 (m 2k ) ,保温层外表面的
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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℃。
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解：换热面积
A ( 3 . 1 3 0 . 2 5 1 . 7 5 3 . 1 4 0 . 2 5 2 4 ) m m 1 . 4 2 m 2
每米长度管子上的辐射换热量为
ql,r d(T14T24)
274.7wm
.Biblioteka Baidu
于是每米长管道的总散热量为
ql ql,c ql,r 1 5 6 .5 W m 2 7 4 .7 W m
431.2Wm
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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
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解： 铜：
q tw 1 tw 2 3 7 5 3 0 0 1 0 0 1 .5 0 1 0 6 W /m 2 0 .0 5
钢：
q tw 1 tw 2 3 6 .4 3 0 0 1 0 0 1 .4 6 1 0 5 W /m 2 0 .0 5
鉻砖：
q tw 1 tw 2 2 .3 2 3 0 0 1 0 0 9 .2 8 1 0 3 W /m 2 0 .0 5
于是
t500C50C275C 2
(0 .0 6 5 1 0 .0 0 0 1 0 5 2 7 5 )W (m K )
(0 .0 6 5 1 0 .0 2 8 9 )W (m K )
0.0940W(mK) .
代入得每平方米炉墙的热损失为
q ( t1 t2 ) 0 .0 9 4 0 0 .1 W 2 0 ( m m K ) ( 5 0 0 C 5 0 C )
353W m2
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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。
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解：1 115mm 2 125mm 3 70mm
人体冬天的总换热量：
w in te r h A (tw 1 tf)A ( T w 4 1 T w 4 2 )
1 8 .5 W 1 5 4 W 1 7 2 .5 W
人体夏天的总换热量：
s u m m e r h A (tw 1 tf)A ( T w 4 1 T w 4 2 )
1 8 .5 W 3 3 .4 W 5 1 .9 W
系数 383W(mk) 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？
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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：
h 1 18 7 0 0W 1 (m 2K )1 .1 5 1 0 4m 2KW
管壁导热面积热阻：
38 13 .5 W 1(0 m 3m K)3.92106m 2KW