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傳熱學(xué)習(xí)題與答案一、導(dǎo)熱問(wèn)題

1.平壁導(dǎo)熱

習(xí)題：有一厚度為50mm的平壁，兩側(cè)表面溫度分別維持在200℃和50℃，平壁材料的導(dǎo)熱系數(shù)為1.5W/(m·K)。試求通過(guò)該平壁的熱流密度以及單位面積的熱流量。

答案：

根據(jù)傅里葉導(dǎo)熱定律，對(duì)于平壁導(dǎo)熱，熱流密度公式為q=λ，在穩(wěn)態(tài)一維平壁導(dǎo)熱情況下，=（為高溫側(cè)溫度，為低溫側(cè)溫度，δ為平壁厚度）。

已知=200℃，=50℃，δ=50mm=0.05m，λ=1.5W/(m·K)。

熱流密度q=λ

將數(shù)值代入可得：q=1.5×=1.5×=4500W/。

單位面積的熱流量就是熱流密度，所以單位面積熱流量為4500W/。

2.圓筒壁導(dǎo)熱

習(xí)題：有一外徑為100mm，內(nèi)徑為80mm的蒸汽管道，管內(nèi)蒸汽溫度為300℃，管外空氣溫度為20℃，管道材料的導(dǎo)熱系數(shù)為50W/(m·K)，管內(nèi)外表面與流體的對(duì)流換熱系數(shù)分別為=100W/(·K)和=10W/(·K)。試求每米管長(zhǎng)的熱損失。

答案：

首先，對(duì)于圓筒壁的傳熱熱阻包括管內(nèi)對(duì)流換熱熱阻、管壁導(dǎo)熱熱阻和管外對(duì)流換熱熱阻。

管內(nèi)對(duì)流換熱熱阻=（為管內(nèi)徑），=80mm=0.08m，則=≈0.0398m·K/W。

管壁導(dǎo)熱熱阻=ln（為管外徑），=100mm=0.1m，λ=50W/(m·K)，則=ln≈×0.2231≈0.00071m·K/W。

管外對(duì)流換熱熱阻=，則=≈0.3183m·K/W。

總熱阻R=++=0.0398+0.00071+0.3183=0.35881m·K/W。

每米管長(zhǎng)的熱損失=，其中=300℃，=20℃，則=≈780.36W/m。

二、對(duì)流換熱問(wèn)題

1.強(qiáng)制對(duì)流換熱

習(xí)題：水以2m/s的流速在直徑為50mm的管內(nèi)流動(dòng)，管長(zhǎng)為5m，水的入口溫度為20℃，管內(nèi)壁溫度維持在80℃。已知水的物性參數(shù)：ρ=998kg/，=4180J/(kg·K)，μ=1.005×Pa·s，λ=

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