传热学第五版课后习题答案(1) 下载本文

39.37?0.02592?40.79?W/m?K?

??d0.025这样大的对流换热系数应该是空气出口温度达到t??f1

h=?Nuf???

hA?tw?tf??mcp?t?f?1?t?f? t?f?1?t?f+hA?tw?tf?&pmch??dlNz??tw?tf? ?t?f+&?Vc00p

t?f?1?15+40.79??3.14?0.025?1.5?20?5??110?20?1.293?5000/3600?1005?25?C有差异。

t?f?1?15+24?39?C

?计算的出口温度与初步设定的值t?f?再设出口温度为t?f1

查物性参数

?39?C,重复上叙计算过程。 15?39tf?=27?C

2?=0.0265W/(m?K);??15.72?10?6;cp?1005J/(kg?K)

空气的最大体积流量为

&=V&?Vmax0Tf??5000273+39???1.587m3/s T03600273最大速度

&??V1.587maxu???2.12m/s

Fmin0.75Ref?umaxd

?2.12?0.025??3365

?615.72?100.6f表6-2

Nuf?0.31Re?S1????z ?S2?0.2Nuf?0.31?33650.6?1.330.2?0.92=39.46

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对流换热系数

39.46?0.02652? ?41.82?W/m?K??d0.025这样大的对流换热系数应该是空气出口温度达到t??f1

h=Nuf????

hA?tw?tf??mcp?t?f?1?t?f? t?f?1?t?f+hA?tw?tf?&pmch??dlNz??tw?tf? ?t?f+&?Vc00p

t?f?1?15+41.82??3.14?0.025?1.5?20?5??110?27?1.293?5000/3600?1005t?f?1?15+22.7?37.7?C

这个值与假定值很接近,所以出口温度就是37.7oC,对流换热系数为h=41.82W

/m2?K? ?。

第七章

7-3 水平冷凝器内,干饱和水蒸气绝对压强为 1.99×105Pa,管外径16mm,长为2.5m,已知第一排每根管的换热量为3.05×104J/s,试确定第一排管的凝结表面传热系数及管壁温度。 解:干饱和蒸汽在水平管外凝结。每根管的凝结热流量

?=hA?t=hA?tw?ts?……(1)

99?10由课本附录查得,压强1.5Pa对应的饱和温度

=2202.3kJ/kg。 t=s120℃、潜热r计算壁温需要首先计算对流换热系数h。而h又与壁温有关。先设定壁温为tw=100℃,则凝液的平均温度为

t=查水的物性参数

ts+tw120?100??110℃ 22??2.59?10?4N?s/m2,??951.0kg/m3, ??0.685W/(m?k)

管外层流凝结换热的换热系数

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?g?r14h=0.725[]

?d(ts?tw)

23951.02?9.8?0.6853?2202.3?1031/4h=0.725?[] ?42.59?10?0.016?(120?100)

h=12025.67W/(m2?k)

?3.05?104?120-代入式(1)tw=ts?

hA12025.67?3.14?0.016?2.5t(1)w=99.8?C

100

与假定的壁温值很接近。所以壁温约为

?C,冷凝换热系数为

12025.67W/(m2?k)。

7-7 垂直列上有20排管的顺排冷凝器,水平放置,求管束的平均表面传热系数与第一排的表面传热系数之比。 解:单排时

?g?r14h1=0.725[]?d(ts?tw)

N=20排时

23hn=0.725[0.725[?2g?3r??nd?(ts?tw)?2g?3r]14]14

hn?h1??nd?(ts?tw)?2g?3r140.725[]?d(ts?tw)114?() nhn114?()?0.472 h120编辑版word

可见多排管子冷凝换热比单排的弱。因为第一排管子的凝液流到第二排、第二排的又流到第三排、以此类推,造成凝液厚度增加从而增大了导热热阻。

第八章

8-13 有一漫射表面温度T=1500K,已知其光谱发射率ελ随波长的变化如图所示,试计算表面的全波长总发射率ε和辐射力E。 解:

实际表面辐射力总发射率?同温下黑体表面辐射力E???Eb

??0E?d?Eb

????0??Eb?d?Eb?10

?2?3??1?Eb?(?,T)d????2?Eb?(?,T)d????3?Eb?(?,T)d??1?2Eb(T)

即:

????1F(0??1T)???2[F(0??2T)?F(0??1T)]

???3[F(0??3T)?F(0??2T)]

又,?1T=1?1500=1500?m?k.查表8-1得,Fb(0-?1T)=0.01375,同理:?2T=3?1500=4500?m?k.则,Fb(0-?2T)=0.56405, ?3T=5?1500=7500?m?k.则,Fb(0-?3T)=0.8344. 故: ?=0.1?0.01375+0.4?(0.56405-0.01375) +0.2?(0.8344-0.56405) =0.276所以:该表面的辐射力:E=?Eb=??bT4

?0.276?5.67?10?1500?84

?79224W/m2

8-14 已知某表面的光谱吸收比αλ随波长的变化如图所示,该表面的投射光谱辐射能Gλ随波长的变化

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如图所

示,试计算该表面的吸收比 解:

投入辐射能中被表面吸收的辐射能总吸收率?投入到表面的总辐射能

??????10?0??G?d??0??G?d??2?3??1G(0??1)d?????2G(?1??2)d?????3G(?2??3)d??1?10G(0??1)d???G(?1??2)d???G(?2??3)d??1?2?2?2?3200又: ??1=0.2, G(0??1)??,3 ??3=0.9, G(?2??3)?2400?200?,??2与波长相关,其线性关系为:??2?0.175??0.85;

而G(?1??2)?400W/(m2??m).编辑版word