S==ⅹ=0.0000785
u===2.56m/s
Re==31801.2
Nu=0.023=180.8 (6-15)
h==11175.6w/(）
=πdl=3.14ⅹ0.01ⅹ2.85=0.08949
Ф=h·(
)=11269.6ⅹ0.08949ⅹ(75-30)=45004.7w
=G·()=16696w
与初设值不符，再设=60℃ =40℃ 40℃时水物性为：
=4.174KJ/(kg·k)，ρ=992.2kg/
λ=63.5ⅹ v=0.659ⅹ
，Pr=4.31
u===2.568m/s
Re==38965
Nu=0.023=194.12
h==112326.3w/(）
=πdl=3.14ⅹ0.01ⅹ2.85=0.08949
=h·()=12326.3ⅹ0.08949ⅹ(75-40)=438607.8w
26
=G·()=38406.5w
重设 =65℃ =42.5℃ 42.5℃时水物性为：
=4.174KJ/(kg·k)，ρ=991.175kg/
v=0.63325ⅹ
，Pr=4.1175
λ=63.825ⅹ
u===2.570m/s
Re==40591.40
Nu=0.023=196.937
h==12569.56w/(）
=h·()=12326.3ⅹ0.08949ⅹ(75-42.5)=36557.6w
=G·()=37566.0w
5-15 一尺寸为1.4cm×1.4cm的芯片水平地置于一机箱的底面上。设机箱内空气温度为t∞=25℃，芯片的散热量为0.23W。试确定：(1)当散热方式仅有自然对流时芯片的表面温度，设芯片周围物体不影响其自然对流运动。(2)如果考虑辐射换热的作用，则对芯片表面温度有什么影响，并分析此时应怎样确定芯片的表面温度。（高洋） 解：
(1) 由题，
q?0.023?1173W/m2,
0.014?0.014?该情况属大空间自然对流传热，均匀热流边界条件， 设定性温度tm?65C,查表得此时空气物理性质参数为
??0.0293W/(m?K)，??19.495?10-6m2/s，Pr?0.695
27
Gr?g?ql4c?GrNu???29.8?1?1173?04， ?273?65.0140.0293?19.4952?1012?1.173?105因为芯片热面朝上，所以B=1.076 ，m=1/6。
Nu?B(Gr?Pr)m?1.076?(1.173?105?0.695)1/6?1.076?6.58?7.08
则由Nu?hl?得
h?Nu?l?7.08?0.02930.014?14.8W/(m2?K)， 由q?h?t，?t?q1173?h?14.8C?79.25?C， tw?t??79.25?104.25?C
与假设相差甚小，可取。
（2）如果考虑辐射换热，温度会下降，设??0.8,t?w?80C，则辐射传热量：
??T1?4?T4?2??r??AC0??????????100??100????0.8?1.96?10?4?5.67(3.534?78.86)W
?0.0499?1.36W?0.068W自然对流时
?c?0.23?0.068?0.162W,q?0.1620.014?0.014?825W,设tm?50?C，则查表得
??0.0288W/(m?K),v?18.72?10?6m2/s,Pr?0.697,Gr?c?g?ql4??29.8?1?825?0.0144 ?325?1012?9.454?1040.0288?18.722,
28
Nur?1.076?9.454?104?0.69741/6??1.076??6.589?10??1/6?1.076?6.355?6.838h?6.838?0.0288/0.014?14.07W/(㎡?K),
825?t??58.6?C,14.07tw?58.6?25?83.6?C.
与设定值80 相差甚小，作为一种改进可取tw?83.6?80?82?C。 25-16 一种冷却计算机芯片的有效方法是在芯片的一侧表面上粘上—块“冷板”，其中设置有一系列并行布置的小冷却通道，如附图所示。试针对下列情形确定冷板的热负荷：d=1mm，l=12mm，s/d=2，q=2×105W/m2，t'＝33℃。假设在每个小通道中的冷却水流量是均匀的．总流量qm=9.34×10-4kg/s，冷却通道壁温tw=80℃。肖乃松
解：定性温度t'?33℃，查表得，物性参数为：
?f?62.31?10?2，
vf?0.7612?10?6，Prf?5.087，
Prw?5.087
已知质量流量为：q=2×105W/m2，
所以，速度为
qu?m??A9.34?10?4?0.17m/s?61?10 1?103???4题16
所以，Ref?ud0.17?0.001??223.3 ?6vf0.7612?10所以应选用课本表6-3中的第二个公式，有
Nuf?0.52Ref
0.5Prf0.36(Prf/Prw)0.25?0.52?223.30.5?5.0870.36?(5.087/2.21)0.25?1.7262.31?10?22Nuf??1.72?1071.7W/(m?K) 所以，h??3d1?10所以冷却通道散去的热量为：
?f?1?hA'(tw?t')?1071.7?3.14?10?3?0.012?7?47?13.3W
29
因为芯片对冷却板传导的热量为：
?2?qA?2?105?0.0122?28.8W
所以其热负荷为：
?'??2??1?28.8?13.3?15.5W
解：先从热平衡计算，计算可对一个通道进行。取升为14℃。
tm?40\℃，则t?47℃，水的温
??0.635,??0.659?10?6,Pr?4.31,??653.3?10?6,?w?406.1?10?6,??992.2?hb?3.14?0.0012/4?0.2?992.2?4174?14?9.103W??，
Re?0.2?0.001?106?303.50.659，
1/30.14?303.5?4.31??653.3?Nu?1.86????12/1406.1?????1.86?4.776?1.0688?9.495?1308??1.86???12??1/3?1.6080.14
h?Nu?9.495?0.635??6029W/m2?K,?t?d0.001??47?3314??39.6?80?33?ln1.424ln??80?47??
,
?ht?3.14?0.001?0.012?6029?39.6?8.996?9.0W?hb与?ht??相差小于2%，可以认为计算有效，取??9.1?9.0/2?9.05W，则冷板
9.05?3.77?105W/m2的平均热流密度为0.012?0.02，在宽为12mm的冷板上可以布置
526根冷却水管，所以总热负荷为3.77?10?0.012?54.3W。
? 5-17 用内径为0.25m的薄壁钢管运送200℃的热水。管外设置有厚δ=0.15m的保护层，其λ=0.05W/(m?K)，管道长500m，水的质量流量为25kg/s。设冬天该管道受到 u∞=4m/s、t∞=-10℃空气的横向冲刷，试确定该管道出口处水的温度。辐射换热略而不计。范文可 解：以与
为定性温度估计及
。
，计算传热量，再利用热平衡算出及传热层外表面温
度，再计算及200℃水的物性：
30