传热学经典计算题
热传导
1. 用热电偶测量气罐中气体的温度。热电偶的初始温度为20℃,与气体的表面传热系数为
。热电偶近似为球形,直径为0.2
。试计算插入10
后,热电偶的过余温度为初始过余温度的百分之几?要使温度计过余温度不大于初始过余温度的1%,至少需要多长时间?已知热电偶焊锡丝的
,
,
。
解: 先判断本题能否利用集总参数法。
<0.1
可用集总参数法。
时间常数
则10
的相对过余温度
exp
exp
%
热电偶过余温度不大于初始过余温度1%所需的时间,由题意
exp
≤0.01
exp
≤0.01
解得
≥25.6
热对流
1、空气以10m/s速度外掠0.8m长的平板,
故热电偶的直径:
验证Bi数是否满足集总参数法:
说明上述假设是正确的。
5、空气以10m/s速度外掠0.8m的长平板,
,
,计算该平板在临界雷诺数
下的
、全板平均表面传热系数以及换热量。(层流时平板表面局部努塞尔数
,紊流时平板表面局部努塞尔数
,板宽为1m,已知
,定性温度
时的物性参数为:
,
,
)
解:(1)根据临界雷诺数求解由层流转变到紊流时的临界长度
,此时空气得物性参数为:
,
,
由于板长是0.8m,所以,整个平板表面的边界层的流态皆为层流
(2)板长为0.8m时,整个平板表面的边界层的雷诺数为:
解:临界长度
由于板长为0.8m,所以整个平板表面的流动边界层流态皆为层流。此时
当平板长度为0.8m时,雷诺数
全板平均表面传热系数:
全板平均表面换热量
热辐射
12. 9-29、在一块厚金属板上钻了一个直径为d=2cm,的不穿透的小孔,孔深H=4cm,锥顶角为900,如附图所示,。设孔的表面是发射率为0.6的漫射体,整个金属块处于5000C的温下,试确定从孔口向外界辐射的能量。
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