传热学第五版答案(4)

常数，内外表面分别保持tw1和tw2，度推导空心球壁导热量计算公式和球壁的导热热阻。 答：球体的

21?2?t1?t2?t?t?2(r)?2(2r?r)?02r?r?rr?r?r?t?2t2?r2?0?r?r2

当r=r1时，t=tw1

当

r=r2时，t=tw2

dt1?2drc1r1t???c2c1r对上式进行求解得

1tw1???c2c1r1tw21???c2c1r2

c1?11?r2r1tw1?tw2 ?

tw1?tw2c2?tw1?r1?1r2

所以球体的温度分布为

tw1?tw2tw1?tw2t???tw1?rrr1??1r2r1r2

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球体的导热量计算公式为Q=Aq=4

?r2q,且

tw1?tw2dt1q??????2???2rr2drc1r?r2r1tw1?tw214??4??(tw1?tw2)2Q???2.4?r????11111c1rc1?(?)r1r2r1r24??

空心球壁的导热量为阻为

111(?)r1r24??tw1?tw2111(?)r1r24??，导热热

6.同上题，若已知边界条件改为第三类边界条件，即已知tf1,h1和tf2,h2试推导通过空心球壁传热量的计算公式和球壁的传热热阻。

Q?4?r12h1(tw1?tf1)答：

tf1?tf2Q?4?rh(tw2?tf2)?Q?11111(??2?2)4?r1?r2?r1h1r2h2222

Q?tw1?tw2111(?)r1r24??17

传热热阻为

11111(??2?2)4?r1?r2?r1h1r2h2

7．答：通过砖墙总散热：?=672（W） 8．答：内表面温度tw1=1.5℃ 9．答：加贴泡沫层厚度

?=0.091(m)=91(mm)

10.答：保温层厚度??0.147（m）=147(mm) 11.答：红砖层厚度应改为500（mm） 12.答：该双层玻璃窗的热损失41.66（W）

单层玻璃;其它条件不变时热损失2682.68（W）

13．答：第一层占总热阻比：22.2%

第二层占总热阻比：51.9% 第三层占总热阻比：25.9%

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14．答：表面传热系数 K=30.23 W/（m2·K）

热流通量q=5687.2 W/m2 15.方案（1）K=29.96 W/（m2·K） 方案（2）K=29.99 W/（m2·K） 方案（3）K=37.4 W/（m2·K） 16．答：取修正系数??0.96

单位面积导热阻：0.204（m2·K）/W 17．答:(1)单位长度管壁中： 第一层材料导热阻：R第二层材料导热阻：R第三层材料导热阻：R?14?1.66?10?（k?m2)/W

?2?0.517k?m2/W??

?3?0.2796k?m2/W??(2)每米蒸汽管热损失 q1=314.0(W/m)

(3)tw2=299.95℃

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tw3=137.61℃

18.解：调换比调换前减少13.41 % 19．电流是6.935（A）

20．解：保温层材料厚度71.5mm 21．解：取保温材料外表面温度为室

温25℃时，蒸发量m=1.85 kg/h 22.解：有， dc?4?2h2

23．根据现有知识，试对肋壁可以使传热增强的道理作一初步分析。 答：肋壁加大了表面积，降低了对流换热的热阻，直到了增强传热的作用。 24.一直径为d，长度为l的细长圆杆，两端分别与温度为t1和t2的表面紧密接触，杆的侧面与周围流体间有对流

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