冶金传输原理-热量传输-第7章 试题库 推荐.doc

第7章 对流换热 题7-1 一个大气压下20℃的空气，以1.5m/s的速度流过温度为100℃的平面炉墙表面，炉宽1.0m,长2.0m，若不计自然对流影响，求炉墙的对流换热量。已知在60℃下空气的有关物性为 解： 对长L=2.0m的平板，有 层流 由 有 于是传热热量为 题7-2 一个大气压下24℃的空气，以60m/s的速度流过温度为216℃的平面炉墙表面，炉宽1.0m,长0.4m，若不计辐射换热，求炉墙的对流换热量。已知在120℃下空气的有关物性为 解： 所以，对长L=0.4m的平板有 湍流 从而有 于是传热热量为 题7-3 水在内径d=0.03m、长度的水平直管中流动，管内水流速平均温度当管壁温度为时，求对流换热系数。已知水的物性参数为 当时， 解： 层流 可以选式（7.39）计算 故 题7-4 一直管内径为0.08m,管长为5m,管壁温度保持60℃，水与空气分别从管中流过，试分别计算水和空气从20℃加热到40℃时对流换热系数。已知管中水的流速为0.3m/s,空气流速为4.5m/s。已知在30℃下水的有关物性为 在30℃下空气的有关物性为 解： 故不考虑因粘度引起的误差修正。 又 对于直管，故不考虑入口段修正。 水： 空气： 均为旺盛湍流,采用式（7.31） 水 空气 题7-5 长12m，外径0.3m的垂直蒸汽管外表面温度为60℃，试求在20℃的空气中此管单位长的散热量。在40℃下空气的有关物性为 解： 垂直圆柱管，定型尺寸为管长L=12m。 查表1可得：则 故 题7-6 水以0.8kg/s的流量在内径为d=2.5cm的管内流动，管子的内表面温度为90℃，进口处水的温度为20℃，试求水被加热至40℃时所需的管长。已知水的物性参数为 解： 流动为湍流。由于温差为60℃，故要作修正。 根据热平衡方程：流体得到（或失去）的热量=流体与管壁间的对流换热量 即 又 故不必进行管长修正。 题7-7 长10m,外径为0.3m的包扎蒸汽管，外表面温度为55℃，求在25℃的空气中水平与垂直两种方式安装时单位管长的散热量。已知在40℃下空气的有关物性为 解： (1) 水平安装时，特征尺寸为管子外径，即d=0.3m,则 查表1得： (2) 垂直安装时，特征尺寸为管子长度，即L=10m,则 查表1得： （3）以简化公式计算 1）水平安装时为层流，查表1得计算公式为 2）垂直安装时为湍流，查表1得计算公式为 计算误差均未超过±5%。 题7-8 一水平放置的热力管道在厂房中散热。已知管道外径d=108mm,其外表面温度厂房内空气温度试计算每米管道由自然对流换热方式散失的热量。 解：本题符合采用专用式（7.23）的条件 平均换热系数 每米长管道自然对流换热的散热量为 题7-9 一台蒸汽轮机用冷凝器铜管根数n=6000,，管外径为23mm,壁厚1mm。冷却水进口处水温和管内壁温度分别为冷却水出口处水温和管内壁温度分别为冷却水流量冷凝器内冷却水为两个流程。试计算管内壁与水之间的平均对流换热系数。已知，水在31℃时的物性参数为： （提示：冷凝器过流截面积为） 解：流动为湍流。对流换热系数为 题7-10 水式量热计为一外径的管子，用空气斜向吹过。空气速度与管子轴线的交角为60o。空气温度为20℃。稳定时量热计管子外壁温度℃，试计算管壁对空气的对流换热系数及单位管长的对流换热量。 已知在50℃下空气的有关物性为 解： 查表2得。由φ=60o查图1得。于是对流换热系数为 单位管长的对流换热量 题7-11、 30℃的空气以50m/s的速度外掠一块平板，平板保持210℃ 的板面温度，板长0.5m。试求平均换热系数。不计辐射换热。 已知在120℃下空气的有关物性为 解： 平板后部以达到湍流区，全长平均换热系数为 1261 题7-12、某高炉冷却壁，其冷却水管内径d=58mm,有效长度L=1.75m,水在管内的流速v=1.5m/s,进出口平均温度Tf=40℃,管壁温度TW=47℃。试求水与管壁间的对流换热系数？已知水在40℃时物性参数为：。 解： 湍流 不需做温差修正。 由式（7.31）得 题7-13、水流过长L=5m的直管时，从被加热到。管子的内径水在管内的流速为2m/s,求对流换热系数。已知水在30℃时物性参数为： 解： 湍流 题7-14、一个大气压下，20℃下的空气以15m/s的流速流过平板，板面温度为60℃。求距板端0.5m处的对流换热系数及单位板宽的传热量。查得40℃时空气的有关物性参数为： ℃）， Pr=0