图4-65
8.冷藏箱壁由两层铝板中间夹一层厚100mm的矿渣棉组成。内、外壁面温度分别为?5C和25C，矿渣棉的导热系数为0.06W/(m?K)。求跑冷损失的热流密度q。如大气温度为
00300C，相对湿度70%。由于水分森透使矿渣棉变湿，且内层结冰。设含水层和结冰层的
导热系数分别为0.2W/(m?K)和0.5W/(m?K)，问；冷藏箱的冷损失为多少？ （答案 q1?18W/m,q2?119.95W/m）
9.某炉墙由耐火砖层、硅藻土培烧板层和金属密封板所构成（见图4-66），各层的导热系数分别为?1?0.7?0.00058tW/(m?K),?2?0.047?0.000201tW/(m?K)和
22?3?45W/(m?K);厚度分别为?1?115mm,?2?185mm,?3?3mm；炉墙内、外表面温
002度为tw1?542C,tw4?54C。试求通过炉墙的热流密度。（答案 q?257.5W/m）
10.现有一热电偶测量管道内高温气流的温度（参见图4-67）。以知热电偶的读数
t1?6500C，热电偶套管的基部温度t0?5000C，套管插入深度l?100mm，套管壁厚
d?10mm，套管材料的导热系数??25W/(m?K)，套管外侧由与气流的表面传热系数
h?50W/(m2?K)，试求气流的真实温度tf和测量误差。（答案 气流的真实温度
tf?625.70C，测量误差?t?2.710C）
图4-67 11.为增强传热，在外径为40mm的管道外表面上装置纵肋12片，如图4-68所示。肋厚
0.8mm，肋高20mm，肋的导热系数为116W/(m?K)。若管道的壁温为1400C，周围介
0质的温度为20C，表面传热系数29W/(m?K)，求每米管长散热量。
2 （图）4-68
解：p?(8?10?4?1)?2?2.0(m)
A?0.8?10?3?1?0.8?10?3(m2)
hp20?2?12m?()2?()?20.76(m) ?3?A116?0.8?1011mH?20.76?0.02?0.415
hm? 计及肋端散热量，???A?0mh1?th(mH)m?th(mH)??0?t0?t1?140?20?120(0C)
查双曲函数表，th0.415?0.3922 每片肋的散热量：
20'20.76?116?92.3(W/m) ?L?116?0.8?10?3?120?20.76?201??0.392220.76?1160.3932?圆柱部分的散热量：
\?L?hA'?t?h(?DH?12A)(tw?tf)?20?(??0.04?1?12?0.8?10)?(140?20)?278.6(W/m)每米管长的散热量?L??L??L?12?92.3?278.6?1386.2(W/m)
'\?3
12.一实心燃气轮机叶片，高H?6.25cm，横截面积A?4.65m，周长P?12.2cm，导热系数??22W/(m?K)。燃气有效温度Tge?1140K，叶根温度Tr?755K，燃气对叶片的表面传热系数h?390W/(m?K)。假设叶片端面绝热，求叶片的温度分布和通过叶根的热流量。
（答案 叶片的温度??384.4ch[0.465(x?0.465)]；
通过叶根的热流量??1142.4W）
第三章 对流换热
1.160C的机油以0.3m/s的速度在内径为2.5cm的管内流动，管壁温度为150C。试求以下两种情况的表面传热系数：（a）管长为2m；（b）管长为6m。
00221600C的机油的物性为：
??0.132W/(m?K)，??805.89kg/m3,??4513?10?6kg/(m?s)，
Pr?84,1500C时，??1518?10?6kg/(m?s)。
（答案 管长2m：h?106.9W/(m?K)；管长6m：h?74.2W/(m?K)） 2.一冷凝器内有1000根内径0.05m、长10m的管子管子内壁温度为39C。有初温为
022100C，流量为6m3/s的冷却水在管内流动。求平均对流换热表面传热系数和水的温升。
0（答案 平均表面传热系数：h?8374.7W/(m?K)；水的温升：?t?12.04C） 03.冷却水在内径d?20mm、壁温tw?40C、长1.5m的冷凝器内流动。冷却水入口温度
2TF'?170C，出口温度t\f?230C。求冷却水的平均流速及管子的热流密度。
（答案 冷却水的流速：??1.18m/s；管子的热流密度：q?9.86?10W/m） 4.水以1.2m/s的平均流速流过内径为20mm的长直管。
(1)管子壁温75C，水从20C加热到70C： (2)管子壁温15C，水丛70C冷却到20C。
试计算其它条件不变时，上述两种情况下的对流换热表面传热系数，并讨论造成差别的原因。 （答案 （h1?6064W/(m?K);h2?5289W/(m?K)。 h1?h2是因为水被加热时，近壁处的粘性降低，因此表面传热系数比冷却高。）
5.为了减少重油的动力粘度，以降低泵功率的消耗，让重油通过一个由20块空心平板组成的换热器（见图4-71）。热水在空心平板内流动（垂直与图面方向），从而使平板温度均匀且等于100C。重油初温为20C，以1m/s的速度在平板间流动。试求在重油流动方向上全长
0022420000001处的局部表面传热系数及重油出口时的温度。在311tm?(tw?tf)??(100?20)?600C时，重油的物性参数为??850kg/m3；
22??0.18W/(m?K)；??8?10?3kg/(m?s)；c?1.1kJ/(kg?K)。
20（答案 hx?137.9W/(m?K),t?20.82C）
6.在一个大气压下，温度为30C的空气以45m/s的速度掠过长为0.6m、壁温为250C的平板。试计算单位宽度平板传给空气的总热量、层流边界层区域的换热量和素流边界层区域的换热量。
解：tm?0011(tw?tf)??(250?30)?1400C 22空气的物性参数为：
??3.49?10?2W/(m?K);??27.8?10?6m2/s;Pr?0.684于是 Re?得：
4/51/3Nulm?(0.037Relm?871)Prmul??45?0.655?9.71?10?5?10 ?627.8?10?[0.037?(9.71?10)54/5?871]?(0.684)1/3?1241.7