发布时间 : 星期日 文章华北电力大学传热课后答案汇总更新完毕开始阅读
定性温度
t?(t??tw)/2?7.5?c
查表得物性参数
??2.46?10?2W/(m?K),??13.5?10?6m2/s,Pr?0.7065
Re?ud??13?0.5?4.81?105?613.5?10
?t??15.5?c ?Nu?0.3?0.62RePr1213[1?(0.4/Pr)]2134Re85?[1?()]?675.54282000
54Nu?675.54?2.46?10?2h???33.24W/(m2?K)d0.5
??h?dl(tw?t?)?33.24?3.1416?0.5?1?(50?35)?4438.14W
?每米管长的热损失为4438.14W。
10-11 3.5MPa，38℃下的空气流过由400根外径1.25cm管组成的错列管束，管束沿流动方向共20排，管束横向节距S1=2.5cm，纵向节距S2=3.75cm，来流速度为9m/s，由于管内有饱和蒸汽凝结放热使管壁温度维持20℃不变。每根管长1.5m，请计算管束出口处的空气温度。
10-12 一个大气压下温度为300K的空气流过一个水平方向和垂直方向各10行的顺列管束。单根管子直径2cm，横向节距与纵向节距均为4cm。如果来流速度为10m/s，若管壁温度为573K，求空气与管束间表面传热系数及空气出口温度。 解：
假设空气出口温度为113?c(386K)
则定性温度
tf?113?27?70?c2
查表得物性参数
??1.029kg/m3,Cp?1.009kJ/(kg?K),??2.96?10?2W/(m?K),??20.02?10?6m2/s,Prf?0.694,Prw?0.674
Re?ul??10?0.02?999020.02?10?6
0.36选取关联式
Nu?0.27Re0.63Prf(Prf/Prw)0.25?0.27?99900.63?0.6940.36?(0.694/0.674)0.25?78.91
Nu?78.91?2.96?10?2h???116.72W/(m2?K)d0.02
查表得修正系数
?n?0.978
?h'??nh?114.22W/(m2?K)
?1?nh'?d(tw?t?)?10?10?114.22?3.1416?0.02?(300?70)?165063W?165.06kW
?2?Cp(t2?t1)u?s?1.009?(113?27)?10?1.029?9?(0.04?0.02)?160.72kW误差为2%
2?空气出口温度为113?c(386K)，表面传热系数为114.22W/(m?K)。
10-13 利用管束来加热CO2，150℃的饱和蒸汽在管内表面上凝结，压力为3个大气压的CO2在管间流过，来流温度为35℃，速度为5m/s。管束为顺列布置，由100根外径1.25cm的管子组成，S1=S2=1.875cm。单根管长为60cm。假设外管壁温度恒定为150℃，计算对CO2出口温度。
m?0.01875cm,S2?0.01875cm,d?0.0125m 解：S1?1.875Vmax?ST0.01875V??5?15m/sST?d0.01875?0.0125
tf?35?65?50?c2
假设出口温度t2?65?c，则特征温度查表得物性参数
??3.301?10?6m2/s,Prf?0.71,Prw?0.71,??0.019894,Cp?865.39J/(kg?K),??5.06kg/m3
Remax?Vmaxd??15?0.0125?5.68?104?63.301?10
0.63Nuf??n0.27RefPrf0.36(Prf/Prw)0.25?0.978?0.27?(5.68?104)0.63?0.710.36?230.88
h?Nu?230.88?0.019894??367.45W/(m2?K)d0.0125
?Ts?T2?DNh?exp(?)Ts?T1?VNTSTCp
?ts?t2?(Ts?T1)exp(??DNh?VNTSTCp)?80.9?c
t2?150?80.9?69.7?c
误差在允许范围内，所以CO2出口温度为69.7℃ 自然对流传热
10-14 6m高的建筑物墙的外表面接受来自太阳的平均辐射热流密度为1100W/m2。通过墙导入室内的热量为95W/m2，估计强外表面温度。假设环境温度为20℃。 解：
10-15 一电子元件表面可看作为30cm高的正方形垂直平板，原件表面散热热流密度各处均匀，总的散热量为30W。与电子元件接触的空气压力为一个标准大气压，温度为20℃。计算电子元件表面平均传热系数，及平均温度。 解：假设平均温度Gr?则平均温度为45?c。
?2?62??2.795?10W/(m?K),??17.455?10m/s,Pr?0.6985 查表得物性参数
g?v?tl3?29.8?50?0.338tw?70?c，??1.36?10?62(45?273)?(12.455?10)Gr?g?v?tl3?29.8?50?0.33??1.36?108?62(45?273)?(12.455?10)
c?0.59,n?查表得
n14
814Nu?c(GrPr)?0.59?(1.36?10?0.6985)?58.25
Nu?28.25?2.795?10?2h???5.42W/(m2?K)d0.3
??hA?t?5.42?0.32?50?24.39W
与题中所给误差较大，重新假设平均温度。 经过计算得，
tw?80?c时，h?5.66W/(m2?K)，??30.56W，在允许误差范围内。
25.66W/(m?K)，平均温度为80?c。 ?电子元件表面平均传热系数为
10-16 高1m的垂直平板温度为49℃，暴露在21℃的空气中，计算每米宽平板的热损失。 解：
t?定性温度
49?21?35?c2
查表得物性参数
??2.715?10?2W/(m?K),??16.48?10?6m2/s,Pr?0.700
Gr?g?v?tl3?29.8?28?139??3.28?10(25?273)?(16.48?10?6)2
选取合适关联式
0.39Nu?0.0292(GrP?0.0292?(3.28?109?0.700)0.39?4474.86 r)Nu?4474.86?2.715?10?2h???121.49W/(m2?K)d1
??hA?t?3401.72W
?每米宽平板的热损失为3401.72W。
10-17 表面积为0.3cm2的空调管道，保持其管外表面温度为15.6℃，将其置于27℃ 的室内，计算每单位长度管道的吸热量？ 解：
t?定性温度
27?15.6?21.3?c2
查表得物性参数
??2.60?10?2W/(m?K),??15.18?10?6m2/s,Pr?0.703
Gr?g?v?tl3?29.8?(27?15.6)?13??1.65?109?62(213?21.3)(15.18?10)
14选取合适关联式
Nu?0.59(GrPr)?108.88
h?Nu??2.83W/(m2?K)l
??hA?t?2.83?0.3?10?4?(27?15.6)?0.00096W?0.96kW