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把人体看成是高1.75m、直径为0.35m的圆柱体，皮肤温度作为柱体表面温度，取为31℃；空气是静止的，温度为15℃。不计柱体两端面的散热量，据此估算一个马拉松长跑运动员跑完全程后的散热量(不计出汗散失的部分)。
41842.8?4.65m/s2.5?3600解：运动员跑步速度， tw?t??23℃2特征温度，在该温度下，物性参数为
??2.614?10?2W/mK,v?15.342?10?6m2/s,Pr?0.7024
Re?ud??106081
,n?0.805 Nu?CRenPr13 C?0.0266h??d?Nu?19.58W/m2K
??hA?tw?t???602.58W
Q?602.58?41842.8?6.12?106J4.12
6-38、在锅炉的空气预热器中，空气横向掠过一组叉排管束，s1=80mm，s2=50mm，管子外径d=40mm。空气在最小截面处的流速为6m/s，流体温度tf＝133℃，流动方向上的排数大于10，管壁平均温度为165℃。确定空气与管束间的平均表面传热系数。 解：定性温度
tr?tf?tw2?149℃，此温度下空气的物性参数为
??3.56?10?2W/mK,v?28.83?10?6m2/s
Re?ud??6?0.04?8.32?103?628.83?10
Nu?CRem
?s1/d?2,s2/d?1.25
?C?0.519,m?0.556
h??d?Nu?68.53W/m2K
6-41、一直径为25mm、长1.2m的竖直圆管，表面温度为60℃，比较把它至于下列两种环境中的自然对流散热量： (1)15℃、1.013×105Pa下的空气； (2)15℃、2.026×105Pa下的空气。
在一般压力变化范围内(大约从0.1×105Pa到10×105Pa)，空气的η、λ、cp可以认为与压力无关。
解：定性温度取圆管温度与空气温度算术平均值，定性温度tm?37.5℃ 定型尺寸取圆管高度l=1.2m
在题目的压力、温度范围内，空气可视为理想气体
???11?Tm310.5
?62??0.02677W/mK,v?16.07?10m/s,Pr?0.7 1、
Gr?g?V?tl3?2?9.5?109
查表6-10，空气流态属于过渡区域
,n?0.39 取C?0.0292Nu?0.0292(Gr?Pr)0.39?197.855
h??l?Nu?4.41W/m2K
??h?dl?t?14.56W
2、理想气体状态方程PM??RT，?2?2?1
1??1??2,??2??12
6-55、一太阳能集热器置于水平的房顶上。在集热器的吸收表面上用玻璃作顶盖，形成一封闭的空气夹层，夹层厚10cm。设吸热表面的
平均温度为90℃，玻璃内表面温度为30℃，确定由于夹层中空气自然对流散热引起的热损失。集热器呈正方形，尺寸为1m×1m。又，如果吸热表面不设空气夹层，让吸热表面直接暴露于大气之中，计算表面由于空气的自然对流引起的散热量(环境温度20℃)。 解：1、定性温度tm?60℃
??0.029W/mK,v?18.97?10?6m2/s,Pr?0.696
Gr?g?v?t?3?2?4.907?106?4.6?105
1/3Nu?0.061(Gr?Pr)?9.18
h???Nu?2.66W/m2K?
??hA?t?159.6W
2、定性温度tm?55℃
??0.02865W/mK,v?18.46?10?6m2/s,Pr?0.697
?Ap?g?v?t??P?????Pr?6.68?107Gr?Pr?23?
1/4Nu?0.15(Gr?Pr)?13.56
h??ApP?Nu?1.55W/m2K
??hA?t?108.78W
第七章
7-11一块与竖直方向成30°角的正方形平壁，边长为40cm，1.013×105pa的饱和水蒸汽在此板上凝结，平均壁温为96℃。计算每小时的凝结水量。如果该平板与水平方向成30°角，凝结量将是现在的百分之几？
℃,r?2257kJ/kg， 解：ts?100液膜平均温度
tm?100?96?98℃2，该温度下物性参数
??958.4kg/m3,??2.825?104kg/(m?s),??0.68W/(m?K)
假设液膜为层流 (1)
与垂直方向呈30°角
14?gr?2?3?h?1.13?sin60???l?ts?tw???1.19?104W/(m2?℃)
验证
Re?4lh?ts?tw??119.7?1600r?
故假设正确
??hA?ts?tw??7616W
m???12.16kg/hr
(2) 与水平方向呈30°角
14?gr?2?3?h?1.13?sin30???l?ts?tw???1.037?104W/(m2?℃)
验证
Re?4lh?ts?tw??104.37?1600r?
故假设正确
??hA?ts?tw??6636.8W
m???10.60kg/hr
10.6?100%?87.2.16
7-23、一铜制平底锅底部的受热面直径为30cm，要求其在常压下沸腾时每小时能产生2.3kg饱和水蒸气。确定锅底干净时其与水接触面的温度。