10?50?10?3Re?Vdv??2.95?104?616.96?10nc?0.171? 4000?Re?40000， n?0.618 Nu?cRe
??0.171?(2.95?104)0.618?98.985
2.83?10?22??Nu?98.985??55.975wm.?C?3d50?10w ???A(T?Tf) 即:
1560?55.975?3.14?50?10?3?3?(Tw?20)?Tw?79.17?C 與假設不符，故重新假設，設壁溫為80?C.則定
性溫度 t查表得
4000?Re?40000m?(tw?tf)2?(80?20)?50?C2 ，
?m?2.83?10?2w.m?1.?C?1Pr?0.698
vm?17.95?10?6m2.s?110?50?10?3Re?Vdv??2.79?104?617.95?10，
，?
c?0.171n?0.618Nu?cRen?0.171?(2.79?104)0.618?95.492.90?10?2??Nu?95.49??55.38wm2.?C?3d50?10?
即
：
???A(Tw?Tf)，
1560?55.38?3.14?50?10?3?3?(Tw?20)?Tw?79.80?C與假設溫度誤差小於5%，是可取的。即壁面
溫度為79.80℃.
10.
壓力為1.013*105Pa的空氣在內徑為76mm的直管內強制流動，入口溫度為65℃，入口體積流量為0.022m3/s，管壁平均溫度為180℃，試問將空氣加熱到115℃所需管長為多少？
解：強制對流定性溫度為流體平均溫度流體平均
溫度T?65?2115?90C，查查附錄
0fF得
?f?22.10?10?6m2.s?1,?f?3.13?10?2w/m.0C,Cp1.009?103J/Kg.0CPrf?0.69,?f?21.5?10?6Pa.Sd
為旺盛
qvvd0.076?0.02244?Ref??A??1.67?10?10vfvf3.14?0.0382?22.10?10?6湍流。
由於流體溫差較大應考慮不均勻物性的影響，應
採用實驗準則式（10-23或24）計算Nuf
即
Tw?1800C,Prw?0.618,?w?25.3?10?6Pa.S0.80.3
Nuf?0.027RefPrf?6?f0.1440.80.321.5?100.14 ()?0.027?(1.67?10)?0.69()?6?w25.3?10 =56.397
??Nu?f56.397?3.13?10?2??23.23w/m2.0Cd0.076m
品質流量q?qv.??0.022?0.972?0.0214Kg/s
散熱量
Q?qm.Cp(T2?T1)?0.0214?1.009?103?(115?65)?1079.63JQ??A(Tw?Tf)???dl(Tw?Tf)
l?1079.63?2.14(m)23.23?(180?90)?3.14?0.076l2.14因為??28.16?60，所以需要進行入口段修正。 d0.076入口段修正係數為
0.70.76??d????0.1???1?L???1?076?2.14???1.1
????1??1.1?23.24?25.48w/m2?C L?1079.6325.48??180?90??3.14?0.076?1.97m
所需管長：
11.
?水?61.8?10?2wm?1?0C,?空?2.67?10?2wm?1?0C解：
?l,Nuf?0.023Re0.8tf?300C时，Pr水?5.42，Pr空?0.701，??Nu
?水Pr水0.4??水5.420.461.8?10?2??()?()?5.25 ?空Pr空0.4??空0.7012.67?10?2
12．管內強制對流湍流時的換熱，若Re相同，在tf=30℃條件下水的表面傳熱係數比空氣的高多少倍？ 解：定性溫度tf?30℃
rf水?5.42 查附錄D得到: P查附錄F得到：
Prf空气?0.701 ?水?61.8?10?2w.m?1。C
?空气?2.67?10?2w.m?1。C0.8 ?Nuf水?0.023?RefPrf水0.4 為湍流，故Re相同
Nu?0.023?RePr
f0.8f空气f0.4f空气?2?水（Prf水?空气??5.420.461.8?10Prf空气）水?（）??52.46 ?空气0.7012.67?10?20.4在該條件下，水的表面傳熱係數比空氣高52.46倍。
第十一章 輻射換熱
1． 100W燈泡中鎢絲溫度為2800K，發射率為0.30。（1）若96%的熱量依靠輻射方式散出，試計算鎢絲所需要最小面積；（2）計算鎢絲單色輻射率最大時的波長
解：（1） 鎢絲加熱發光, 按黑體輻射發出連續光譜
????0.3，Cb?5.67W/?m2?K?