发布时间 : 星期日 文章传热学复习题及其答案经典总结更新完毕开始阅读
，
，
据
温度分布的示意图见图。
可得最高温度的位置xtmax，即
。
7、金属实心长棒通电加热,单位长度的热功率等于Φl(单位是W/m)，材料的导热系数λ
数学描述。
，表面发射率ε、
周围气体温度为tf，辐射环境温度为Tsur，表面传热系数h均已知，棒的初始温度为t0。试给出此导热问题的
解：此导热问题的数学描述
8、热处理工艺中，常用银球来测定淬火介质的冷却能力。今有两个直径均为20mm的银球，加热到650℃后
分别置于20℃的静止水和20℃的循环水容器中。当两个银球中心温度均由650℃变化到450℃时，用热电偶分别测得两种情况下的降温速率分别为180℃／s及360℃／s。在上述温度范围内银的物性参数ρ＝10 500 kg／m，c＝2．62×10J／(kg·K)，
3
2
＝360w／(m·K)。试求两种情况下银球与水之间的表面传热系数。
解：本题表面传热系数未知，即Bi数为未知参数，所以无法判断是否满足集总参数法条件。为此．先假定满足集总参数法条件，然后验算。
(1)对静止水情形，由
且，，
故：验算Bi数：
满足集总参数条件。
(2)对循环水情形，同理，
验算
，不满足集总参数法条件。改用诺谟图。
此时，，
。
查图得
，
故：
9、初始温度为300℃，直径为12cm，高为12cm的短钢柱体，被置于温度为30℃的大油槽中，其全部表面均
可受到油的冷却，冷却过程中钢柱体与油的表面传热系数为300w／(m·K)。钢柱体的导热系数(m·K)，热扩散率a=1×10 m/s。试确定5min后钢柱体中的最大温差。
解：本题属二维非稳态导热问题，可采用相应的无限长圆柱体和无限大平板的乘积解求解。显然，圆柱体内最高温度位于柱体中心，最低温度位于柱体的上、下边角处。
-5
2
2
＝48W／
对无限长圆柱：，
查教材附录2图l，得：，由附录2图2，得：
，
其中表示
表面过于温度。
所以：
对无限大平板：
由教材图3—6得：，由教材图3—7得：
所以
所以短圆柱中的最低温度：
℃
即：
短圆柱中最高温度：
℃
故5min后钢柱体中最大温差：
℃
10、温度为50℃，压力为1.01325×10Pa的空气，平行掠过一块表面温度为100℃的平板上表面，平板下
表面绝热。平板沿流动方向长度为0.2m，宽度为0.1m。按平板长度计算的Re数为4×l0。试确定： (1)平板表面与空气间的表面传热系数和传热量；
(2)如果空气流速增加一倍，压力增加到10.1325×10Pa，平板表面与空气的表面传热系数和传热量。 解：本题为空气外掠平板强制对流换热问题。
5
4
5
(1)由于Re＝4×104＜5×105，属层流状态。故：
空气定性温度：
℃
空气的物性参数为
，Pr=0.70
故：
W/（m.K）
2
散热量
W
(2)若流速增加一倍，，压力，则，
，
而：，故：
，属湍流。
所以：
据教材式(5—42b)
=961
W/（m·K）
2
散热量：
W
11、用热线风速仪测定气流速度的试验中．将直径为0.1mm的电热丝与来流方向垂直放置，来流温度为25℃，
电热丝温度为55℃，测得电加热功率为20W／m。假定除对流外其他热损失可忽略不计。试确定此时的来流速度。
解本题为空气外掠圆柱体强制对流换热问题。
＝20 W/m，由牛顿冷却公式
由题意，
2
W/（m·K）
定性温度：
℃
空气的物性值：，m/s，
2
由此得：
假设Re数之值范围在40-4000，有：
，其中C=0.683，n=0.466
即：
，得Re=233.12符合上述假设范围。