传热学作业参考答案

第九章 4．一工厂中采用0.1MPa 的饱和水蒸气在—金属竖直薄壁上凝结，对置于壁面另一侧的物体进行加热处理。已知竖壁与蒸汽接触的表面的平均壁温为 70 ℃，壁高 1.2m，宽 300 mm。在此条件下，一被加热物体的平均温度可以在半小时内升高 30℃，试确定这一物体的平均热容量(不考虑散热损失)。 解:本题应注意热平衡过程，水蒸气的凝结放热量应等于被加热物体的吸热量。 P=0.1Mpa=105Pa,ts=100℃,r=2257.1kJ/kg, tm= 21( ts+ tw)= 21(100+70) ℃=85℃。 查教材附录 5，水的物性为：ρ=958.4kg/m3;λ=0.683 W／(m2·℃);µ=282.5×10-6N·s/m2 假设流态为层流： 4132)(13.1wsttlrgh 416332)70100(2.1105.282102257683.081.94.95813.1 W／(m2·℃) =5677 W／(m2·℃) 36102257105.2822.13056774)(4Rertthlwsc=1282<1800 流态为层流，假设层流正确 Φ=ltthws)( =5677×（100−70）×1.2×0.3W=61312W 凝结换热量=物体吸热量 Φ∆τ=mcp∆t 61068.330603061312tmcpJ/℃ 16．当液体在一定压力下做大容器饱和沸腾时，欲使表面传热系数增加 10 倍，沸腾温差应增加几倍?如果同一液体在圆管内充分发展段做单相湍流换热，为使表面传热系数增加10 倍，流速应增加多少倍?维持流体流动所消耗的功将增加多少倍?设物性为常数。 解 ①由米洛耶夫公 式 ： {5.033.2225.033.211122.0122.0pthpth 10)(33.21212tthh 所以 69.21033.2112tt 即 当 h 增大 10 倍时，沸腾温差是 原 来 的2.69 倍。 ② 如为单相流体对流换热，由D-B 公 式 可知8.0muh ，即 8.011mcuh ，8.022mcuh  10)(8.01212mmuuhh 故 8.17108.0112mmuu 即h2 为h1 的10 倍时，um2 是um1 的17.8 倍。 ③2mudlfp 由布拉修斯公式，4141)(3164.0Re3164.0dufm 故 常数）ccuuddlpmm(2))((3164.04747 154)8.17()(47471212mmuupp 即um2 是um1 的17.8 倍时，压强增大了154 倍。耗功量mPAuN，故 27418.1715412NN 耗功量增大了2741 倍。因此，以增大流速来提高表面传热系数将使耗功率增大了若干倍，从而增大了换热器的运行成本。 第十章 11．—种玻璃对 0.3~2.7µm 波段电磁波的透射比为0.87，对其余波段电磁波的透射比为零，...