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传热学期末试题及答案(计算题)

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1、一内径为 300mm 、厚为 10mm 的钢管表面包上一层厚为 20mm 的保温材料,钢材料及保温材料的导热系数分别为 48 和 0.1 ,钢管内壁及保温层外壁温度分别为 220 ℃ 及 40 ℃ ,管长为 10m 。试求该管壁的散热量。 解:已知 d 1 =300mm d 2 =300+2 × 10=320mm d 3 =320+2 × 20=360mm m t w1 =220 ℃ t w2 =40 ℃ =9591.226W 2、一块厚20mm 的钢板,加热到 5000C 后置于 200C 的空气中冷却。设冷却过程中钢板两侧面的平均表面传热系数为)/(352 KmW,钢板的导热系数为)/(452 KmW,若扩散率为sm /10375.125。试确定使钢板冷却到空气相差 100C 时所需的时间。 解:由题意知1.00078.0 hABi 故可采用集总参数法处理。由平板两边对称受热,板内温度分布必以其中心对称,建立微分方程,引入过余温度,则得: 0)0(0tthAddcv 解之得:)exp())/(exp()exp(0hAVchcvhA sC363310 0=时,将数据代入得,当  3、如图所示的二维、含有内热源、常物性的稳态导热问题,试导 出内角顶节点O(m,n)的离散方程式。且Δx=Δy 时,解出内角 顶节点O(m,n)的温度分布nmt, (8 分) 解: 分)(时,当分)2.......................................................................2232326......(0224322,21,,11,,1,,,,1,,,1,1,,,1fnmnmnmnmnmnmnmfnmnmnmnmnmnmnmnmnmtxhxtttttxhyxtthyxyxyttxxttyyttxxtty 4、压缩空气在中间冷却器的管外横掠流过, a 0 =90W/(m 2 · k) ,冷却水在管内流过 a 1 =6000W/(m 2 · k) 。冷却管是外径为 16mm ,厚 1.5mm 的黄铜管。求: 1 )此时的传热系数; 2 )若管外表面传热系数增加一倍,传热系数有何变化; 3 )若管内表面传热系数增加一倍,传热系数又作何变化。 解:)对于管外表面积的传热系数为 2 )略计算壁热阻,传热系数为 传热系数增加了 96% 3 ) 传热系数增加还不到 1% ∴抓住分热阻最大的那个环节进行强化,才能收到显著效果。 5-已知:20℃的水以2m/s 的流速平行地流过一块平板,边界层内的流速为三次多项式分布。 求:计算离开平板前缘10cm 及20cm 处的流...

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