第一至五作业题答案.ppt

第一章 内容回顾;要求;1-1夏天的早晨，一个大学生离开宿舍时的温度为20℃。他希望晚上回到房间时的温度能够低一些，于是早上离开时紧闭门窗，并打开了一个功率为15W的电风扇，该房间的长、宽、高分别为5m、3m、2.5m。如果该大学生10h以后回来，试估算房间的平均温度是多少？;解：因关闭门窗户后，相当于隔绝了房间内外的热交换，但是电风扇要在房间内做功产生热量：为 全部被房间的空气吸收而升温，空气在20℃时的比热为：1.005KJ/Kg.K,密度为1.205Kg/m3,所以 　当他回来时房间的温度近似为32℃。 ;1-9 一砖墙的表面积为12 ，厚为260mm，平均导热系数为1.5W/（m.K）。设面向室内的表面温度为25℃，而外表面温度为-5℃，试确定次砖墙向外界散失的热量。 解：根据傅立叶定律有： ;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tf=20℃，管子外径 d=14mm，加热段 长 80mm，输入加热段的功率8.5w，如果全部热量 通过对流换热传给空气，试问此时的对流换热表面 传热系数多大？;解：根据牛顿冷却公式 所以 ＝49.33W/(m .k) ;1-20 半径为0.5 m的球状航天器在太空中飞行，其表面发射率为0.8。航天器内电子元件的散热总共为175W。假设航天器没有从宇宙空间接受任何辐射能量，试估算其表面的平均温度。 ;解：电子原件的发热量＝航天器的辐射散热量即： =187K ;1-24 在附图所示的稳态热传递过程中，已知： ℃， ℃， mm， mm， W/(m.K)， W/(m.K), W/(m .K)。试计算单位面积所传递的热量。 ;=225.35KW;第二章 内容;要求;;2-4 一烘箱的炉门由两种保温材料A及B组成，且 (见附图)。已知 , , 烘箱内空气 温度 ℃，内壁面的总表面传热系数 。为安全起见，希望烘箱炉门的 外表面温度不得高于50℃。设可把炉门导热作为一维问题处理，试决定所需保温材料的厚度。环境温度 25℃，外表面总传热系数 。 ;解：热损失为;2-18 在一根外径为100mm的热力管道外拟包覆两层绝热材料，一种材料的导热系数为0.06 ，另一种为0.12 ，两种材料的厚度都取为75mm，试比较把导热系数小的材料紧贴管壁，及把导热系数大的材料紧贴管壁这两种方法对保温效果的影响，这种影响影响对于平壁的情形是否存在？假设在两种做法中，绝热层内外表面的总温差保持不变。 ;解：将导热系数小的材料紧贴壁管 将导热系数大的材料紧贴壁管则 故导热系数大的材料紧贴管壁其保温效果好。 若为平壁，则平壁 由于 所以不存在此问题。 ;2-20：一直径为d长为l的圆杆，两端分别与温度为t1及t2;第三章 非稳态热传导;要求;3－6 一初始温度为t0 的物体，被置于室温为t∞ 的房间中。物体表面的发射率为 ，表面与空气间的换热系数为h。物体的体集积为V，参数与换热的面积为A，比热容和密度分别为c及 。物体的内热阻可忽略不计，试列出物体温度随时间变化的微分方程式。 ;解：由题意知，固体温度始终均匀一致，所以可按集总热容系统处理 固体通过热辐射散到周围的热量为： 固体通过对流散到周围的热量为： 固体散出的总热量等于其焓的减小 即 ;3－10 一热电偶热接点可近似地看成为球形，初始温度为250C，后被置于温度为2000C地气流中。问欲使热电偶的时间常数 热接点的直径应为多大？以知热接点与气流间的表面传热系数为 ，热接点的为： ，