h??lNu?0.0349?1241.7?72.2[W/(m2?K)] 0.6单位宽度平板传给空气的总热量为：
??hA?t?72.2?1?0.6?(250?30)?9534(W)
临界雷诺数Re?ulcr??5?105，所以由层流边界向湍流边界过度的临界长
Recr??5?105?27.8?10?6??0.309(m) 度为：lcr?u4.5在层流边界层区域：
Nu?0.664Re1/2Pr1/3?0.664?(5?105)1/2?(0.684)1/3?413.7
h?0.0349?413.7?46.7[W/(m2?K)]
0.309单位宽度平板的换热量
?'?hA(tw?tf)?46.7?1?0.309?(250?30)?3176.3(W)
在湍流边界层区域，单位宽度平板的换热量
?\????'9534?3176.3?6357.7(W)
07、在速度?0?5m/s、温度为20C的空气流体，沿流动方向平行的放有一块长l?20cm。
0温度为60C的平板。如用垂直流动方向放置的周长为20cm的圆柱代替平板，问此时的对流换热表面传热系数为平板的几倍（其他条件不变）（答案
hR?1.45） hP8.在锅炉的空气预热器中，空气横向掠过一组叉派管束，s1?80mm,s2?50mm，外径
d?40mm。空气在最小截面的流速为6m/s，流体温度t1?1330C，流动方向上的排数
大于20，管壁平均温度165C。使确定空气与管束间的平均表面传热系数。
（答案 h?71043W/(m?K)）
9.空气横向掠过一外径d?22mm,s1?44mm,s2?22mm,N?12排的叉排管束，空气的平均温度tf?50C,umax?8m/s。试求对流换热表面传热系数。
（答案 h?110.5W/(m?K)
10.一外径为110mm、内径为100mm康德蒸汽管道，外表面保温层的外径300mm，已知
2200周围环境温度?10C时其自然对流损失?L?168W/m。求保温层外表面的温度（误差不大于1C）。
0（答案 tw?43C）
0011.一直径25mm、长1.2m的竖直圆管，表面温度60C，试比较把它置于下列两种环境中的自然对流散热量：
（1）15C,1.01325?10Pa压力下的空气； （2）15C,2.0265?10Pa压力下的空气； 解：（1）tm?0505011(tw?tf)??(60?15)?37.5(0C) 22空气物性参数：
??2.74?10?2W/(m?K);??16.72?10?6m2/s;Pr?0.7
于是：Gr?Pr?gav?tH3?29.81?(16?15)?1.23?0.7??6.15?109?109 ?62(273?37.5)?(16.72?10)1/3根据表4-11：Nu?0.1(Gr?Pr)?0.1?(6.15?109)1/3?183.1
h1??HNu?0.0274?183.1?4.18[W/(m2K)] 1.2?1?h1A?t?3.142?0.025?1.2?4.18?(60?15)?17.7(W)
（2）由于t2?t1?15C,p2?2p1?2.0265?10Pa，按理想气体性质有
051?2??1，?2??1
2所以
Gr2?4Gr1,，h2?4h1，?2?4?1
12.一方形截面的管道输送冷空气穿过一室温为28C的房间，管道外表面平均温度为
01313120C，截面尺寸为（0.3?0.3）m2。试计算每米长管道上冷空气通过外表面的自然对流
从房间内带走的热量。注意：冷面朝上相当于热面朝下，而冷面朝下相当于热面朝上。
解：定性尺寸：
对两侧面，L?0.3m
对上、下面，由于此题相当于假定一个方向的尺度为很长，根据表4-11的定义，L?0.3?0.15(m) 2定性温度：
tm?空气物性参数：
11(tw?tf)?(12?28)?200C 22??2.59?10?2W/(m?K)，??15.06?10?6m2/s，Pr?0.703
于是侧面：
9.81?0.33?(28?12)79 Gr?Pr??0.703?4048?10?10?62(273?20)?(15.06?10)查表4-11：C?0,n?1 414Nu?0.59?(4.483?107)?48.3
h??LNu?0.0259?48.3?4.17[W/(m2?K)] 0.39.81?0.153?(28?12)6上面：Gr?Pr? ?0.703?5.604?10?62(20?273)?(15.06?10)查表4-11，由于Gr?Pr?5.604?10?8?10，所以c?0.58,n?661 5Nu?0.58?(5.604?10)?12.98
6150.0259?12.98?2.24[W/(m2K)] 0.151下面：查表4-11得，c?0.58,n?
4h?Nu?0.54?(5.604?10)?26.27
614h?0.0259?26.27?4.54[W/(m2?K)] 0.15每米管道与空气的自然对流换热量为
???(hA?t)?(2?4.17?2.24?4.54)?0.3?1?(28?12)?72.6(W)
13.在冬季，采暖房间的天花板表面温度13C，室内空气温度25C，天花板面积为
00(4?5)m2，求它的自然对流表面传热系数及散热量。
14.从大容器饱和沸腾换热曲线（见教材图4-30）可看出，在横热流加热的情况下，水沸腾时沸腾曲线回从C点跃到E点，从而常使设备烧毁。用水壶烧开水也可近似视为横热流加热，但为什么不必担心水烧开前壶会烧毁？
15.大气压下的饱和水蒸汽在宽30cm、高1.2m的竖壁上凝结。若壁温为70C，求每小时的换热量及凝结水量。（答案 每小时换热量Q?21.14?10kJ，凝结水量m?93.7kg）
40016、一冷凝水器平管束由直径d?20mm的圆管组成，管壁温度tw?15C。压力为
0.045?105Pa的饱和水蒸汽在管外凝结。若管束在竖直方向上共有20排，叉排布置，求
管束的平均对流表面传热系数。 （答案 h?3927W/(m?K)）
第四章 辐射换热
1.平行放置的两块钢板，温度分别保持500C和20C，发射率均为0.8，钢板尺寸比两钢板之间的距离大的多。求二板的辐射力、有效辐射、投入辐射以及它们之间的辐射换热量。
解：辐射力
002???1?T1?0.8?5.67?10?8?(500?273)4?16195.4(W/m2) ?'??2?T2?0.8?5.67?10?8?(20?273)4?334.3(W/m2)
有效辐射 由：
q12??1得J1??b1??b1??b2??J1 ?q1?b1111??1??1?2?1?1?5.67?(?b1??b21??1?
11?1??1?2500?2734)?10025.67?[(500?27342934)?()]100100?1?0.8?16939.8(W/m2)110.8??10.80.8同理可得J2?3722.3(W/m)
投入辐射
G1?J1??116939.3?16191.4??3722.3(W/m2)
1??11?0.8J2??'3722.3?334.3G2???16939.3(W/m2)
1??21?0.8两板间的辐射换热量
q12?J1?J2?16939.9?3722.3?13217.6(W/m2)
或
?b1??b25.67?10?8[(500?273)4?(20?273)4]q12???13217.6(W/m2)
112??1?1?1?20.8附：两板的净辐射换热量
q1??1??1G1??1??1G1?16195.4?0.8?3722.3?13217.6(W/m2)q2??2??2G2??2??2G2?334.3?0.8?16939.9??13217.6(W/m2)
板2净辐射换热量是负的，表明是吸收热量。
2.直径d?200mm的蒸汽管道，放在剖面为(400?500)mm的砖砌沟中，管道表面的发射率?1?0.74，砖砌沟的发射率?2?0.92，蒸汽管道的表面温度为150C，沟壁的表面温度为50C求每米蒸汽管道的辐射换热损失。（答案 ?L?544.6(W/m)）
3.上题中，如果在蒸汽管道周围罩上铝箔（??0.6），做成直径为280mm的遮热管，则辐射热损失将减少多少？（答案
020???48.8%） ?4.求下列情况下的角系数X1,2（见图4-72）：
（1） 等腰三角形深孔，300C的底面1（长200mm）对200C的腰侧面2（顶
角25），
000
图4-72（a）
（2） 半球空腔曲面1对底面的
1的缺口2， 4