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保温层的厚度为

2、一所平顶屋,屋面材料厚δ=0.2m,导热系数λw=0.6W/(m·K),屋面两侧的材料发射率ε均为0.9。冬初,室内温度维持tf1=18℃,室内四周墙壁亦为18℃,且它的面积远大于顶棚面积。天空有效辐射温度为-60℃。室内顶棚表面对流表面传热系数h1=0.529W/(m·K),屋顶对流表面传热系数h2=21.1W/(m·K),问当室外气温降到多少度时,屋面即开始结霜(tw2=0℃),此时室内顶棚温度为多少?此题是否可算出复合换热表面传热系数及其传热系数? 解:⑴求室内顶棚温度tw1

稳态时由热平衡,应有如下关系式成立:

室内复合换热量Φ’=导热量Φ=室内复合换热量Φ”

2

2

因Φ’=Φ,且结霜时

℃,可得:

,即

解得:

℃。

⑵求室外气温tf2

因Φ”=Φ,可得:

29

,即:

⑶注意到传热方向,可以求出复合换热系数hf1、hf2 依据

依据

,得

⑷求传热系数K

,得

3、一蒸汽冷凝器,内侧为ts=110℃的干饱和蒸汽,汽化潜热r=2230出口水温分别为30℃和80℃,已知内外侧换热系数分别为104

2

,外侧为冷却水,进,及3000

,该冷凝

器面积A=2m,现为了强化传热在外侧加肋,肋壁面积为原面积的4倍,肋壁总效率η=0.9,若忽略冷凝器本身导热热阻,求单位时间冷凝蒸汽量。 解:对数平均温差:

℃,

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传热系数

单位时间冷凝蒸汽量:

7、设计一台给水加热器,将水从15℃加热到80℃,水在管内受迫流动,质量流量为2kg/s,比热为4.1868kJ/kg℃。管内径为0.0116m,外径0.019m,用110℃的饱和蒸汽加热,在加热器为饱和液体。已知管内外的对流传热系数分别为4306 W/ m℃和7153W/ m℃;汽化潜热r = 2229.9kJ/kg;且忽略管壁的导热热阻,试利用ε-NTU法确定所需传热面积。该换热器运行一段时间后,在冷热流体流量及进口温度不变的条件下,只能将水加热到60℃,试采用对数平均温差法确定运行中产生的污垢热阻。提示:一侧流体有相变时,ε=1-e解:利用ε-NTU法确定所需传热面积。

-NTU

2

2

换热器效能为:传热单元数为:

传热系数为:

需说明因为管内径为0.0116m,外径0.019m,即管壁较薄,可视为平壁的传热过程。

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由,得:

换热器面积为:

采用对数平均温差法确定运行中产生的污垢热阻。 对数平均温差:

℃,

运行中产生的污垢热阻为:

热辐射基本定律部分 一、基本概念

主要包括热辐射基本概念及名词解释、黑体辐射基本定律、实际物体辐射特性及其应用。 1、北方深秋季节的清晨,树叶叶面上常常结霜。试问树叶上、下去面的哪一面结箱?为什么? 答:霜会结在树叶的上表面。因为清晨,上表面朝向太空,下表面朝向地面。而太空表回的温度低于摄氏零度,而地球表面温度一般在零度以上。由于相对树叶下表面来说,其上表面需要向太空辐射更多的能量,所以树叶下表面温度较高,而上表面温度较低且可能低于零度,因而容易结霜。

2、如图所示的真空辐射炉,球心处有一黑体加热元件,试指出①,②,③3处中何处定向辐射强度最大?何处辐射热流最大?假设①,②,②处对球心所张立体角相同。

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