传热学例题2-4
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传热学经典例题
1-2理发吹风器的结构示意图如附图所示,风道的流通面积
A2?60cm2,进入吹风器的空气压力p?100kPa,温度t1?25℃。要求
吹风器出口的空气温度t2?47℃,试确定流过吹风器的空气的质量流量以及吹风器出口的空气平均速度。电加热器的功率为1500W。 解:
1-10 一炉子的炉墙厚13cm,总面积为20m2,平均导热系数为1.04w/m.k,内外壁温分别是520℃及50℃。试计算通过炉墙的热损失。如果所燃用的煤的发热量是2.09×104kJ/kg,问每天因热损失要用掉多少千克煤? 解:根据傅利叶公式
Q??A?t1.04?20?(520?50)??75.2KW?0.13
每天用煤
24?3600?75.2?310.9Kg/d 2.09?104
1-11 夏天,阳光照耀在一厚度为40mm的用层压板制成的木门外表面上,用热流计测得木门内表面热流密度为15W/m2。外变面温度为40℃,内表面温度为30℃。试估算此木门在厚度方向上的导热系数。 解:
q???t?,
??q?15?0.04??0.06W/(m.K)?t40?30
1-12 在一次测定空气横向流过单根圆管的对流换热实验中,得到下列数据:管壁平均温度tw=69℃,空气温度
传热学经典例题
1-2理发吹风器的结构示意图如附图所示,风道的流通面积
A2?60cm2,进入吹风器的空气压力p?100kPa,温度t1?25℃。要求
吹风器出口的空气温度t2?47℃,试确定流过吹风器的空气的质量流量以及吹风器出口的空气平均速度。电加热器的功率为1500W。 解:
1-10 一炉子的炉墙厚13cm,总面积为20m2,平均导热系数为1.04w/m.k,内外壁温分别是520℃及50℃。试计算通过炉墙的热损失。如果所燃用的煤的发热量是2.09×104kJ/kg,问每天因热损失要用掉多少千克煤? 解:根据傅利叶公式
Q??A?t1.04?20?(520?50)??75.2KW?0.13
每天用煤
24?3600?75.2?310.9Kg/d 2.09?104
1-11 夏天,阳光照耀在一厚度为40mm的用层压板制成的木门外表面上,用热流计测得木门内表面热流密度为15W/m2。外变面温度为40℃,内表面温度为30℃。试估算此木门在厚度方向上的导热系数。 解:
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1-12 在一次测定空气横向流过单根圆管的对流换热实验中,得到下列数据:管壁平均温度tw=69℃,空气温度
传热学经典例题
1-2理发吹风器的结构示意图如附图所示,风道的流通面积
A2?60cm2,进入吹风器的空气压力p?100kPa,温度t1?25℃。要求
吹风器出口的空气温度t2?47℃,试确定流过吹风器的空气的质量流量以及吹风器出口的空气平均速度。电加热器的功率为1500W。 解:
1-10 一炉子的炉墙厚13cm,总面积为20m2,平均导热系数为1.04w/m.k,内外壁温分别是520℃及50℃。试计算通过炉墙的热损失。如果所燃用的煤的发热量是2.09×104kJ/kg,问每天因热损失要用掉多少千克煤? 解:根据傅利叶公式
Q??A?t1.04?20?(520?50)??75.2KW?0.13
每天用煤
24?3600?75.2?310.9Kg/d 2.09?104
1-11 夏天,阳光照耀在一厚度为40mm的用层压板制成的木门外表面上,用热流计测得木门内表面热流密度为15W/m2。外变面温度为40℃,内表面温度为30℃。试估算此木门在厚度方向上的导热系数。 解:
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1-12 在一次测定空气横向流过单根圆管的对流换热实验中,得到下列数据:管壁平均温度tw=69℃,空气温度
传热学课堂例题
绪论:
思考题:(课本)
6.冬夏室内温度相同,穿衣不同
人对冷暖的感觉主要取决于散热量的大小。 (1) 冬季和夏季的最大区别是室外温度的不同。
(2) 因此在室内温度相同的情况下,冬季和夏季墙壁内表面温度
不同,夏季高而冬季低。因此人体在冬季通过与墙壁的辐射换热的散热量比夏季要大得多。
(3) 因此冬季要穿厚一些的绒衣,增大导热热阻,来减少散热。 9.暖水瓶
热水——内层内侧:对流换热
内层内侧——内层外侧:导热 内层外侧——外层内侧:热辐射 外层内侧——外层外侧:导热 外层外侧——空气:对流换热
保温措施:a .夹层抽真空,消除对流换热; b.夹层内两侧镀银,减少辐射换热。 第二章 补充题:
例1:用一平底壶烧开水,壶底与水接触面的温度为111oC,通过壶底的热流密度为42400W/m2,如在壶底结一层水垢厚3mm,
??1W/m??C,此时水垢层与水接触面上的温度和通过的热流密度均
不变,计算:
(1) 水垢层与壶底接触面上的温度; (2) 单位面积上的导热热阻。 解(1)
q?42400w/m,tw2?111?C,??3mm?3?10m,??1w/m??Cq?tw1?tw22?3??????3?101?3
tw1?q??tw2?4240
传热学经典例题
1-2理发吹风器的结构示意图如附图所示,风道的流通面积
A2?60cm2,进入吹风器的空气压力p?100kPa,温度t1?25℃。要求
吹风器出口的空气温度t2?47℃,试确定流过吹风器的空气的质量流量以及吹风器出口的空气平均速度。电加热器的功率为1500W。 解:
1-10 一炉子的炉墙厚13cm,总面积为20m2,平均导热系数为1.04w/m.k,内外壁温分别是520℃及50℃。试计算通过炉墙的热损失。如果所燃用的煤的发热量是2.09×104kJ/kg,问每天因热损失要用掉多少千克煤? 解:根据傅利叶公式
Q??A?t1.04?20?(520?50)??75.2KW?0.13
每天用煤
24?3600?75.2?310.9Kg/d 2.09?104
1-11 夏天,阳光照耀在一厚度为40mm的用层压板制成的木门外表面上,用热流计测得木门内表面热流密度为15W/m2。外变面温度为40℃,内表面温度为30℃。试估算此木门在厚度方向上的导热系数。 解:
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??q?15?0.04??0.06W/(m.K)?t40?30
1-12 在一次测定空气横向流过单根圆管的对流换热实验中,得到下列数据:管壁平均温度tw=69℃,空气温度
传热学教案2
第2章 导热基本定律及稳态导热
1 、重点内容: ① 傅立叶定律及其应用; ② 导热系数及其影响因素; ③ 导热问题的数学模型。 2 、掌握内容:一维稳态导热问题的分析解法 3 、了解内容:多维导热问题
第一章介绍传热学中热量传递的三种基本方式:导热、对流、热辐射。根据这三个基本方式,以后各章节深入讨论其热量传递的规律,理解研究其物理过程机理,从而达到以下工程应用上目的:
基本概念、基本定律 : 傅立叶定律 , 牛顿冷却定律 , 斯忒藩—玻耳兹曼定律。
① 能准确的计算研究传热问题中传递的热流量 ② 能准确的预测研究系统中的温度分布
导热是一种比较简单的热量传递方式 , 对传热学的深入学习必须从导热开始,着重讨论稳态导热。
首先,引出导热的基本定律,导热问题的数学模型,导热微分方程; 其次,介绍工程中常见的三种典型(所有导热物体温度变化均满足)几何形状物体的热流量及物体内温度分布的计算方法。 最后,对多维导热及有内热源的导热进行讨论。
§2-1 导热基本定律
一 、温度场 1 、概念
温度场是指在各个时刻物体内各点温度分布的总称
传热学
传热学
摘要:
传热学是研究由温度差异引起的热量传递过程的科学。生成生活中,传热学应用广泛存在。对传热学的研究虽然由来已久,但其任然有着活力,虽然目前在一些行业取得了一定的成功,但是任然任重而道远,特别是当今基础工业,装备行业快速发展的时代犹是如此。
关键词:传热学 温度差 装备
一 传热学的发展
传热现象在我们的日常生活中十分普遍,不管是冬天取暖,还是夏天吹凉,不管是家里烧水,亦或是工厂炼油换热等,所有的这些现象无不包涵着传热学的相关知识。
早在1822年, 傅里叶根据大量的实验观察总结出了著名的导热公式即傅里叶导热定理,并在他的划时代名著—《热的解析理论》中通过严密的数学演绎奠定了现有热传导理论基础。从傅里叶导热定理出发,可以导出多维稳态和瞬态热传导方程[1]。由于对流换热的复杂性,人们更多的是采用实验的方法,其主要思路是利用N一S方程和能量方程,导出一些无量纲参数,利用大量的实验数据,拟合出无量纲数之间的准则关系式,并且根据相似理论,对相似理论进行推广使用来求解。 Prandil观察到对流过程中在贴近壁面处有一蠕动的薄层,大胆提出了边界层理论,使得流体力学基本问题得到解决,对流换热的研究从而进人了理论化阶段。
热传递的三种基本方式
传热学
一、(10分)如图所示的墙壁,其导热系数为50W/(m·K),厚度为50mm,在稳态情况下的墙壁内的一维温度分布为:t?200?2000x2,式中t的单位为℃,x单位为m.试求:
(1)墙壁两侧表面的热流密度;
(2)墙壁内单位体积的内热源生成的热量。
解:(1)由傅立叶定律:
q?Φdt??????(?4000x)?4000?xW/m2 AdxO x t ??50mm t?200?2000x2(2分)
所以墙壁两侧的热流密度:
(2)由导热微分方程
qx?0?4000??0?0W/m2 qx???4000?50?0.05?10000W/m2
d2tqv??0 dx2?(2分) (2分) (2分)
得:
d2tqv???2???(?4000)?4000?50?200000 W/m3
dx(2分)
二、(10分)用热电偶来测量气流的温度,热电偶结点可近似看作圆球,若气流和热电偶结点间的对流表面传热系数h?400W/(m2·K),比定压热容CP?400 J/(kg·K),密度??8000kg/m3。
(1)若时间常数为一秒,求热电偶结点的直径?
(2)若将初温为25℃、时间常数为1秒的热电偶放入200℃
传热学绪论
ht0.doc 绪论 1
绪 论
传热学是研究热量传递过程规律的科学。
自然界和生产过程中,到处存在温度差,热量将自发地由高温物体传递到低温物体,热传递就成为一种极为普遍的物理现象。因此,传热学有着十分广泛的应用领域。就各类工业领域而言,诸如,锅炉和换热设备的设计以及为强化换热和节能而改进锅炉及其他换热设备的结构;化学工业生产中,为维持工艺流程的温度,要求研究特定的加热、冷却以及余热的回收技术;电子工业中解决集成电路或电子仪器的散热方法;机械制造工业测算和控制冷加工或热加工中机件的温度场;交通运输业在冻土地带修建铁路、公路;核能、航天等尖端技术中也都存在大量传热问题需要解决;太阳能、地热能、工业余热利用及其他可再生能源工程中高效能换热器的开发和设计等;应用传热学知识指导强化传热或削弱传热达到节能目的;其他如农业、生物、医学、地质、气象、环境保护等部门,无一不需要传热学。因此,传热学已是现代技术科学的主要技术基础学科之一。近几十年来,传热学的成果对各
传热学试卷
平顶山工学院2006—2007学年第二学期期末考试
《传热学》试题(A卷)答案
一、填空题(每空1分,共20分)
1、某物体温度分布的表达式为t=f(x ,y,τ),此温度场为二维(几维)、非稳态(稳态或非稳态)温度场。
2、当等温线图上每两条相邻等温线的温度间隔相同时,等温线的疏密可以直观地反映出不同区域导热热流密度的相对大小。
3、导热微分方程式是根据能量守恒定律和傅里叶定律建立起来的导热物体中的温度场应当满足的数学表达式。
4、工程上常采用肋片来强化传热。
5、换热器传热计算的两种方法是平均温差法和效能-传热单元数法。
6、由于流动起因的不同,对流换热可以区别为强制对流换热与自然对流换热。
7、固体表面附近流体温度发生剧烈变化的薄层称为温度边界层或热边界层,其厚度定义为以过余温度为来流过余温度的99%处。
8、判断两个现象相似的条件是:同名的已定特征数相等;单值性条件相似。
9、凝结有珠状凝结和膜状凝结两种形式,其中珠状凝结有较大的换热强度,工程上常用的是膜状凝结。
10、遵循兰贝特定律的辐射,数值上其辐射力等于定向辐射强度的π倍。
11、单位时间内投射到表面的单位面积上总辐射能为投入辐射,单位时间内离开表面单位面积的总辐射能为该表面的