解：(1)板1的本身辐射E1??Eb1?0.8?5.67?10?8?(527?273)4?18579.5W/m2(2)对板1的投入辐射：首先计算两板间的换热量：q1?2Eb1?Eb25.67?10?8?(8004?3004)??1/?1?1/?2?12/0.8?1?15176.7W/m2由J1?G1?q1?2(3)板1的反射辐射：G1(1??)＝4253.5?(1?0.8)?850.7W/m2(4)板1的有效辐射J1?E1?G1(1??)＝18579.5?850.7?19430.2W/m2(5)板2的有效辐射：J2?G1?4253.5W/m2(6)板1，2间的辐射换热量：q1?2＝15176.7W/m2
J1?E1?G1(1??)则G1?(E1?q1?2)/??(18579.5?15176.7)/0.8?4253.5W/m29-45、已知：用裸露的热电偶测定圆管气流的温度，热电偶的指示值为t1＝170℃。管壁温度tw＝90℃，气流对热节点的对流换热系数为h＝50W/（m2·K），热节点表面发射率为?＝0.6。 求：气流的真实温度及测温误差。 解：
h?tf?t1????0?T14?Tw4?，
tf?t1?44?C0??T1??Tw??????????170?h???100??100???0.6?5.67??4.434?3.634?50
184.4?170?100％?7.8％?170?14.4?184.4℃184.4 ，测温误差：。
29-60、已知：在一个刮风的日子里，太阳投射到一幢大楼的平屋顶上的辐射能为980W/m，屋顶与温度为
225W/(m?K)。天空可以看着为-10℃的黑体。屋顶材料对太阳25℃的气流间的对流换热的表面传热系数为
能的吸收比为0.6，自身发射率为0.2。 求：屋顶表面在稳态下的温度。
解：稳态下屋顶所吸收的太阳能等于其向环境的字让对流及辐射换热量，
??T?4?40.6?980?25?(T?298)?0.2?5.67?????2.33?100??????, 即：
?T?25T?8071.4?1.134???100??， 解得： T?318.2K。 由此得：
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4第十章
思考题
1、 所谓双侧强化管是指管内侧与管外侧均为强化换热表面得管子。设一双侧强化管用内径为di、外径为d0
的光管加工而成，试给出其总传热系数的表达式，并说明管内、外表面传热系数的计算面积。
答：由传热量公式：?t?1＝ln(d0/d1)11??h1?d1?1?12??h0?d0?0?0得以管内表面为基准得传热系数：k?1dln(d0/d1)d11?1?h1?1?12?h0d0?0?0管内表面传热系数得计算面积为?d1?1算面积为?do?0 管外表面传热系数得计2、 在圆管外敷设保温层与在圆管外侧设置肋片从热阻分析的角度有什么异同？在什么情况下加保温层反而
会强化其传热而肋片反而会削弱其传热？
答：在圆管外敷设保温层和设置肋片都使表面换热热阻降低而导热热阻增加，而一般情况下保温使导热热阻增加较多，使换热热阻降低较少，使总热阻增加，起到削弱传热的效果；设置肋片使导热热阻增加较少，而换热热阻降低较多，使总热阻下降，起到强化传热的作用。但当外径小于临界直径时，增加保温层厚度反而会强化传热。理论上只有当肋化系数与肋面总效率的乘积小于1时，肋化才会削弱传热。
3、 重新讨论传热壁面为平壁时第二题中提出的问题。
答：传热壁面为平壁时，保温总是起削弱传热的作用，加肋是否起强化传热的作用还是取决于肋化系数与肋面总效率的乘积是否人于1。
4、推导顺流或逆流换热器的对数平均温差计算式时做了一些什么假设，这些假设在推导的哪些环节中加以应用？讨论对大多数间壁式换热器这些假设的适用情形。
qm1c1?qm2c2及qm1c1?qm2c2三种情形，画出顺流与逆流时冷、热流体温度沿5、对于qm1c1?qm2c2、流动方向的变化曲线，注意曲线的凹向与qmc相对大小的关系。
6、进行传热器设计时所以据的基本方程是哪些？有人认为传热单元数法不需要用到传热方程式，你同意吗？
答：换热器设计所依据的基本方程有：
??????qc(t?t)?qc(t?t)?KA?tm m1111m2222
传热单元法将传热方程隐含在传热单元和效能之中。
7、在传热单元数法中有否用到推导对数平均温差时所做的基本假设，试以顺流换热器效能的计算式推导过程为例予以说明。
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答：传热单元数法中也用到了推导平均温差时的基本假设，说明略o
8、什么叫换热器的设计计算，什么叫校核计算？
答：已知流体及换热参数，设计一个新的换热器的过程叫做设计计算，对已有的换热器，根据流体参数计算其换热量和流体出口参数的过程叫做校核计算。
9、在进行换热器的校核计算时，无论采用平均温差法还是采用传热单元数法都需要假设一种介质的出口温度，为什么此时使用传热单元数法较为方便？
答：用传热单元数法计算过程中，出口温度对传热系数的影响是通过定性温度来体现的，远没有对平均温差的影响大，所以该法用于校核计算时容易得到收敛的计算结果。 10、试用简明语言说明强化单相强制对流换热、核态沸腾及膜状凝结的基本思想。
答：无相变强制对流换热的强化思路是努力减薄边界层．强化流体的扰动与混合；核态沸腾换热的强化关键在于增加汽化核心数；膜状凝结换热强化措施是使液膜减薄和顺利排出凝结液。 11、在推导换热器效能的计算公式时在哪些环节引入了推导对数平均温差时提出的四个假设？ 习题
换热器设计计算
??t?20?C，t?50?C，流量2210-13、一台1－2型壳管式换热用来冷却11号润滑油。冷却水在管内流动，
为3kg/s；热油入口温度为（1） 油的流量； （2） 所传递热量； （3） 所需的传热面积。
600C，
k?350W/(m2?K)。试计算：
解：(1)查得润滑油及水的比热分别为c1?2148J/kg??C,c2?4174J/kg??C则qm1?qm2c2?t23?4174?(50?20)??4.37kg/sc1?t12148?(100?60)(2)??qm2c2?t2?3?4174?(50?20)?375.66KW??(3)t1?t1?t2?60?20?40?C??tr?t1?t2?100?50?50?C?tm?t1?tr40?50??44.8?Cln(t1/tr)ln(40/50)????t2?t2t1?t150?20100?60P???0.375R???1.333??100?20??50?20t1?t2t2?t21/R?1/1.333?0.75PR?1.333?0.375?0.5由参考文献?1?，图9－15查得?tm＝44.8?0.9?40.32?C
?＝0.9?375.66?103A???26.62m2k?tm350?40.32
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4辐射换热量：?r???0A(t14?t2)?0.93?5.67?10?8?3.14?0.22?6?(3304?2954)?937W?1?，表7－2得，?＝0.93式中查参考文献总散热量?＝?c??r?637.8?937?1574.8W
10-43、已知：一块表面积为A的平板埋于绝热材料中（如附图所示）。初始时与温度为T?的气流处于平衡状态，后突然受到投入辐射G的在作用。平板对G的吸收比为α1，自身辐射的发射率为ξ，平板的热容量为mc。此时对流换热的表面传热系数为h。取G=3000W/m2，α1=0.8，ξ=0.9，T?=300K，mc=20400J/K，h=50W/(m3.K)。
求：试按集总参数法导出平板温度随时间变化的关系式，及当平板又一次处于稳态工况时的温度值。
解：(1)热平衡关系式为：mcdT44?A?1G?A??（?Ah（T?T?)0T?T?）dt44(2)再次处于稳态时，应有?1G???（?h（T?T?)，0T?T?）??T?4?4即0.8?3000?0.9?5.67??（T?300），??3??50100??????由此得T?343K。
.1 为什么冰箱结霜后，耗电量增加？ 答：冰箱结霜相当于在冰箱蒸发器和冰箱冷冻室（或冷藏室）之间增加了一个附加热阻。因此，要达到相同的冷冻室（或冷藏室）温度，必须要求更低的蒸发温度，对应的蒸发压力降低，压缩机工作压差增大，耗电量增加。
某办公室由中央空调系统维持室内恒温，尽管冬夏两季室内都是20℃，但感觉却不同，为什么？ 答：冬季和夏季的最大区别是室外温度不同。夏季室外温度比室内温度高，而冬季室外气温比室内低，因此冬季和夏季室内墙壁表面温度不同，夏季高而冬季低。尽管冬夏两季室内温度都是20℃，人体与室内空气的对流换热基本相同，但是冬季人体与墙壁的辐射换热量比夏季高得多。
3.什么是沸腾换热的临界热流密度？为什么有些换热设备需在加热热流密度
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低于临界热流密度状态下工作？ 答：核态沸腾与过渡沸腾交界处的热流密度峰值叫做沸腾换热的临界热流密度qcr。对于热流密度可控的换热设备，当热流密度超过qcr时，工况将跳至稳定膜态沸腾，传热温差迅速上升（近1000℃），为保证设备安全运行而不致烧毁，应控制q 20 / 20