发布时间 : 星期二 文章传热学第四版课后题答案第九章更新完毕开始阅读
9-20、已知：一有涂层的长工件表面采用如图所示方法予以加热烘干，加热器表面Ts＝800K，
?T＝1，工件表面T?＝500K，??＝1。工件及加热表面在垂直于纸面方向均为无限长。bs＝
0.15m，
b?＝0.3m，l＝0.2m。对流不考虑，工件的另一面绝热。（1）环境为300K的大空间；
（2）环境是绝热的。
求：上面两种情形下施加在单位长度
加热器上的电功率。 解：如图所示：
（1） 环境为300K的黑体，则单位长度的加热表面的辐射换热量为：
4444?L??0As?XT?T?XT?T?????s,?s?s,surssur??，利用交叉线法：
Xs,p?0.301?2?0.2136?20.602?0.4272??0.5827X?1?Xs,p?0.41732?0.150.3，s,sur，
4444??L?5.67?10?8?0.15??0.583?800?500?0.417?800?300????????5.67?0.15???0.583??4096?625??0.417??4096?81??? ，
?0.8505??2023.6?1674.3??0.8505?3697.9?3145W/m（2） 设环境为重复辐射表面，则：
Xs,p?0.583，
Xs,sur?0.417Xp,s?Xs,pAs0.15?0.583??0.292X?1?Xp,s?1?0.292?0.708Ap0.3，p,sur。
Ebs?EbpReq?L?因此有：
111??RRs,pRs,s?Rp,s， ，eqRs,p?11??11.435m?1AsXs,p0.15?0.583，
Rs,s?11??15.987m?1AsXs,sur0.15?0.417，
Rp,s?11??4.708m?1ApXp,s0.3?0.708，
?1?111Req?1/??????R??s,pRs,s?Rp,s?1/11.435?1/?15.987?4.708?0.08745?0.048321??7.365m?10.13577 ?L?5.67?10?8??8004?5004?7.365?5.67??4096?625??2672W/m7.365。
9-21、已知：两个面积相等的黑体被置于一绝热的包壳中。温度分别为T1与T2，且相对位置是任意的。
求：画出该辐射换热系统的网络图，并导出绝热包壳表面温度T3的表达式。 解：如图所示，只考虑两黑体相互可见部分的辐射换热。
则表面1、2、3组成三表面的换热系统。由网络图可知：即又
Eb1?Eb3E?Eb2?b31/?A1X1,3?1/?A2X2,3?，
A1X1,3?Eb1?Eb3??A2X2,3?Eb3?Eb2?QA1?A2A1X1,2?A2X2,1?X1,2?X2,1。及，； X1,2?X1,3?1，
X2,1?X2,3?1?X1,3?X2,3，
。这样上述平衡式转化为：
Eb3?A1X1,3Eb1?A2X2,3Eb2A1X1,3?A2X2,3?Eb1?Eb2T14?T24T14?T2444T3?T3?222，或，即。
9-22已知：如果习题9-19中透明板的温度不是用外部方法维持在一定的值，而是受板1及板3的作用而趋于某一个稳定的值。板2的两个表面温度相等并且不变。 求；板1的辐射换热量。
解：当透明板2温度不再变化时，表面1上净的辐射放热量等于表面3的净辐射吸热量，于是按8-19题的结果有：
q1??0T14???0T34?2??0T24?2??0T14?2?，
q3??0T34???0T14?2??0T24?2??0T34?2?，
4444444q1??q3，?2?0T2?2??0?T1?T3???0?2?T1?T3???0?2?T1?T3?，
由此可得出T2，从而可得出q1及q3。 实际物体表面的辐射换热
9-23、两块平行放置的平板表面发射率均为0.8，温度t1=527C及t2=27C，板间远小于板的宽度与高度。试计算：（1）板1的自身辐射；（2）对板1的投入辐射；（3）板1的反射辐射；（4）板1的有效辐射；（5）板2的有效辐射（6）板1、2间的辐射换热量。
0
0
解：(1)板1的本身辐射E1??Eb1?0.8?5.67?10?8?(527?273)4?18579.5W/m2(2)对板1的投入辐射：首先计算两板间的换热量：q1?2Eb1?Eb25.67?10?8?(8004?3004)??1/?1?1/?2?12/0.8?1?15176.7W/m2由J1?G1?q1?2(3)板1的反射辐射：G1(1??)＝4253.5?(1?0.8)?850.7W/m2(4)板1的有效辐射J1?E1?G1(1??)＝18579.5?850.7?19430.2W/m2(5)板2的有效辐射：J2?G1?4253.5W/m2(6)板1，2间的辐射换热量：q1?2＝15176.7W/m2
J1?E1?G1(1??)则G1?(E1?q1?2)/??(18579.5?15176.7)/0.8?4253.5W/m29-24、已知：两块无限大平板的表面温度分别为t1及t2，发射率分别为?1及?2。其间遮热板的发射率为?2。
求：稳态时三板之间辐射换热的网络图。
解：
9-25、已知：上题中取?1＝?2＝0.8，?3＝0.025，T1与T2一定。 求：加入遮热板后1、2两表面间的辐射换热减少到原来的多少分之一。 解：无遮热板时，
q1,2??t?Eb1?Eb2?，达到稳态时，
，加入遮热板后，
，
q1,3??s1?Eb1?Eb3?，
q3,2??t2?Eb3?Eb2????q1,2?q1,3?q3,2?q3,2111q1,3?q3,2????E?E??E?E??s3?Eb1?Eb2???????s1b1b3s2b3b2?22?2，
1111????/q1,2??t1/?s???q1,2????22?1/0.8?1/0.025?1??1/0.8?1/0.8?1?111.501???。2?40.251.5080.5053.7
9-26、已知：外径为100mm的钢管横穿过室温为27℃的大房间，管外壁温度为100℃，表面发射率为0.85。
求：单位管长上的热损失。 解：向环境的辐射散热损失
qr?0.85?5.67??3.734?34??542.5W/m2；
定性温度
tm?1?100?27??63.5℃??1.049?62，，??0.0292，??19.34?10，
Pr?0.695，
9.8?0.13??100?27?Gr??1012?5.684?1062?63.5?273??19.34，
10.02926h??0.48??5.684?10?0.695?4?6.25W/?m2?K?0.1，
qc?hr?tw?tj??6.25?100?27??456.25W/m2每米管长上的热损失为
，
。
ql?3.1416?0.1??456.25?542.5??314W/m9-27、设热水瓶的瓶胆可以看作为直径为10cm，高为26cm的圆柱体，夹层抽真空，其表面发射率为0.05。试估沸水钢冲入水瓶后，初始时刻水温的平均下降速率。夹层两壁温可近似地取为100C，20C。
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