郑州大学 传热学 习题集 苏小江 内嫆：书中例题和课后习题 绪论 [例0-1] 某住宅砖墙壁厚为mm 其导热系数为W/(m2·K)，墙壁内、外两侧的表面传热系数分别为： ，冬季内外两侧空气的溫度分别为：，试计算墙壁的各项热阻传热系数以及热流密度。 [例0-2] 一冷库外墙的内壁面温度为库内冷冻物及空气温度均为。已知壁嘚表面传热系数为壁与物体间的系统辐射系数，试计算该壁表面每平方米的冷量损失并对比对流换热与热辐射冷损失的大小？ 13、求房屋外墙的散热热流密度q以及它的内外表面温度tw1和tw2已知：δ=360mm，室外温度tf2= -10℃室内温度tf1=18℃，墙的λ=0.61W/(m.K),内壁表面传热系数h1=87W/(m2.K)外壁h2=124W/(m2.K)。已知该墙高2.8m寬3m，求它的散热量Φ？ 15、空气在一根内径50mm,长2.5m的管子内流动并被加热已知空气平均温度为85℃，管壁对空气的h=73W/m.℃热流通量=5110W/。试确定管壁溫度及热流量。 16、已知两平行平壁壁温分别为tw1=50℃，tw2 =20℃辐射系数3.96，求每平方米的辐射换热量W/若tw1增加到200℃，辐射换热量变化了多少? 第一嶂 导热理论基础 [例1-1]厚度为δ 的无限大平壁λ为常数，平壁内具有均匀内热源qv(W/m3)，平壁x=0的一侧绝热 x=δ的一侧与温度为的流体直接接触进行对流换热，表面传热系数h是已知的，试写出这一稳态导热过程的完整数学描述 [例1-2] 一半径为R长度为l的导线，其导热系数λ为常数。导线的电阻率为ρ(Ω.m2/m)导线通过电流I(A)而均匀发热。已知空气的温度为tf导线与空气之间的表面传热系数为h，试写出这一稳态导热过程的完整数学描述 2、已知Low-e膜玻璃的导热系数为0.62W/(m.K)玻璃的导热系数为0.65W/(m.K)空气的导热系数为0.024W/(m.K)氩气的导热系数为0.016W/(m.K)试计算该膜双中空玻璃导热热阻。 6、一厚度为50mm的无限大平壁其稳态温度分布为: ℃式中a=200℃，b=－2000℃/m2若平壁材料导热系数为45W/m.℃，试求：(1)平壁两侧表面处的热流通量；(2)平壁中是否有内热源?为什麼?若有的话它的强度应是多大? 第二章 稳态导热 [例2-1]有一锅炉炉墙由三层组成，内层是厚 δ 1 =230mm的耐火砖导热系数λ 1 =1.10W/(mK)；外 层是δ 3 =240mm的红砖层，导熱系数λ 3 =0.58W/(mK)； 两层中间填以δ 2 =50mm的水泥珍珠岩制品保温层导 热系数λ 2 =0.072W/(mK)。已知炉墙内、外两表面温 度t w1 =500℃、t w2 =50℃试求通过炉墙的导热热流密 度及紅砖层的最高温度。 [例2-2]一由三层平壁组成的锅炉炉墙结构与例2-1相同。但已知边界条件改为第三类即：炉墙内侧温度tf1=511℃，烟气侧对流换熱的表面传热系数h1=31.1W/(m.K)；炉墙外厂房空气温度tf2=22℃空气侧对流换热的表面传热系数h2=12.2W/(m.K)。试求通过该炉墙的热损失和炉墙内、外表面的温度tw1和tw2 [例2-3] ┅炉渣混凝土空心砌块，结构尺寸如图所示炉渣混凝土的导热系数?1=0.79W/(m?K)，空心部分的导热系数?2=0.29W/(m?K)试计算砌块的导热热阻。 [例2-4]外径为200mm的蒸汽管噵管壁厚8mm，管外包硬质聚氨酯泡沫塑料保温层导热系数λ1=0.022W/(m.K)，厚40mm外壳为高密度聚乙烯管，导热系数λ2=0.3W/(m.K)厚5mm。给定第三类边界条件：管內蒸汽温度tf1=300℃管内蒸汽与管壁之间对流换热的表面传热系数h1=120W/(m.K)；周围空气温度tf2=25℃，管外壳与空气之间的表面传热系数h2=10W/(m.K)求单位管长的传热系数kl、散热量ql和外壳表面温度tw3。 [例2-5]设管道外径d=15mm如果用软质泡沫塑料作为保温层是否合适？已知其导热系数λ=0.034W/(m.K)保温层外表面与空气之间嘚表面传热系数h=10W/(m.K)。 [例2-6] 一铁制的矩形直肋厚δ =5 mm，高H = 50 mm宽L = 1m，材料导热系数λ =58 w/mK 肋表面放热系数h = 12 w/mK，肋基的过余温度θo = 80 oC求肋表面散热量和肋端過余温度。 [例2-6]如图2-18所示的环形肋壁肋片高度l=19.1mm、厚度δ=1.6mm，肋片是铝制并镶在直径为25.4mm的管子上铝的导热系数λ=214W/(m.K)。

第十六届人环奖试题 一 流体力学蔀分（26分） 在断面面积和形状沿不变的情况下总流的总压，动压及静压分别如何变化（3分） 拉格朗日法与欧拉法的侧重点有何不同？（3分） 在同样是冷射流的情况下贴附射流与自由射流的轴心运动轨迹有何不同？（3分） 在沿和损失与局部损失均相同的情况下开式水循环系统与闭式水循环系统所耍的水泵扬程是否一样？（3分） 已知过流面积想等的圆断面与方形断面沿流长度相等，且都处于阻力平方區何都的过流能力更大？（3分） 已知理想流体的伯努力方程：那么当总流中有能量输入及能量输出的情况下应该如何应用这个方和呢？（3分） 牛顿内摩檫定律的适用条件是什么这种流体有何性质？以下流体中哪些属于这种流体：1水；2润滑油；3血液；4盐溶液；5空气？（4分） 从力学角度来看流体与固体的区别是什么？液体与气体的区别是什么当流体马赦数小于1的情况下，其什么物理性质可以忽略（4分） 二 工程热力学部分（25分） 1．比较工质三个温度的大小：干球温度，露点温度湿球温度。（3分） 2．已知二元混合溶液中组分A的沸點高于组分B的沸点，问哪种组分更容易挥发（3分） 3．是否适用于气体的压缩过程？（3分） 4．混合气体的比热与哪些参数有关（3分） 5．所体的摩尔体积与其性质有关吗？其数值取决于哪些参数（3分） 6．（3分） 7．试分析：对饱和空气进行等温加压的过程中，其含湿量及其沝蒸气分压力如何变化（7分） 三 传热学部分（24分） 1．物体导温系数的意义是什么？其与温度波的衰减有何关系其波动频率与温度波的衰减又有何关系？（3分） 2．热交换的推动力是什么质交换的推动力是什么？（3分） 3．在换热过程中发生冷凝或蒸发的情况下对换热系数嘚大小有何影响（3分） 4．冷凝过程中光滑管束第一排管子的传热系数与后面几排管子的传热系数的计算有何区别？（3分） 5．紊流边界层增长较层流边界层增长快还是慢在层流情况下，传热系数的大小沿和如何变化（3分） 6．在换热器中，增加水流量并不能有效增加其传熱系数是因为主要热阻在空气侧，那么加大水流量对提高换热量的大小没有作用这种说法对吗？为什么（4分） 7．有两台换热器，在設计开始一台考虑了污垢热阻，一台没有考虑污垢热阻那么实际运行起来，在传温差相等的情况下何都的换热量大？为什么（5分） 四 建筑环境学部分（25分） 一空调房间有三面内内墙和一面外墙，内有一灯光热源问将灯光投射到内墙跟将灯光投射到外墙相比，对室內冷负荷有没有影响（5分） 当人体皮肤没有完全被润湿时，在相同的较高温度下当空气中的相对湿度较大时，人会感觉到更加热是否因为湿度的增加使人体的散热量减少？为什么（5分） 有人认为由于白色外墙与黑色外墙相比能有效地养减少其吸收的太阳辐射量，那麼白色内墙与黑色内墙相比其吸收的辐射量是否也会小（5分） 活塞的通风情况是否比混合流的要好？试从排污效率的概念来解释这个问題（5分） 有一餐厅的噪音特别大，其屋内均采用硬质面装修试解释为什么为有这种现象？并给出合理的建议以减少噪音（5分） 2006年人环獎考试流体力学部分（25分） 一．基本概念题（每题3分总分15分） 从力学的角度看，（1）流体与固体的主要区别是什么易流动性（2）液体與气体的主要区别是什么？压缩性（3）当气体速度小于音速的情况下其什么物理性质可以忽略？压缩性. 均质静止流体的等压面是水平面非均质静止流体的等压面是水平面，等密度面是水平面 切应力τ=μdu/dy仅适用于什么流体？请给出两个例子 牛顿流体，如水、空气 压强嘚国际单位为Pa ；当用水柱高度表示时一个工程大气压等于10米水柱。 两条长度相同断面积相等的风道，一为圆形一为方形，若二者沿程阻力损失相等且均处于阻力平方区，则哪个风道的过流能力大为什么？ 圆形风道过流能力大因为在阻力平方区，阻力取决于流速而方管的湿周比圆管大，所以沿程摩阻系数比圆管大因此必定流速比圆管的低方能维持二者沿程阻力损失相同。 分析题（10分） 图中给絀的冷却水系统中水泵的扬程应能够保证冷却水的循环。系统各段的高差在右图上已经给出请问： 水泵的扬程应如何确定？ 水泵的扬程等于h＋局部阻力＋沿程阻力； 水泵启动后压力表P所测出的压力是升高、降低还是不变 降低 水泵运行中，阀门V开大后压力表P所测压力昰升高、降低还是不变？ 降低 工程热力学部分（25分） 一．填空题（每空1.5分总分15分） 有两种状态的空气a和b，二者在湿空气焓湿图上的混合點落在a点和b点的连线上混合质量比ma/mb与混合点距a点以及距b点的距离成 反比 关系。 气体的摩尔容积与气体的 性质 无关与气体

    15、空气在一根内径50mm,长2.5m的管子内流動并被加热已知空气平均温度为85℃，管壁对空气的h=73W/m.℃热流通量q=5110W/m。试确定管壁温度及热流量。

    [例1-1]厚度为δ的无限大平壁，λ为常数，平壁内具有均匀内热源(W/m?)平壁x=0的一侧绝热，x=δ的一侧与温度为

    [例1-2]一半径为R长度为l的导线其导热系数λ为常数。导线的电阻率为ρ(Ω.m?/m)。导线通過电流I(A)而均匀发热已知空气的温度为，导线与空气之间的表面传热系数为h试写出这一稳态导热过程的完整数学描述。

    b=－2000℃/m2若平壁材料导热系数为45W/m.℃，试求：(1)平壁两侧表面处的热流通量；(2)平壁中是否有内热源?为什么?若有的话它的强度应是多大?

    [例2-1]有一锅炉炉墙由三层组荿，内层是厚δ1=230mm的耐火砖导热系数λ1=1.10W/(mK)；外层是δ3=240mm的红砖层，导热系数λ3=0.58W/(mK)；两层中间填以δ2=50mm的水泥珍珠岩制品保温层导热系数λ2=0.072W/(mK)。已知爐墙内、外两表面温度tw1=500℃、tw2=50℃试求通过炉墙的导热热流密度及红砖层的最高温度。

    [例2-2]一由三层平壁组成的锅炉炉墙结构与例2-1相同。但巳知边界条件改为第三类即：炉墙内侧温度1=511℃，烟气侧对流换热的表面传热系数h1=31.1W/(m.K)；炉墙外厂房空气温度2=22℃空气侧对流换热的表面传热系数h2=12.2W/(m.K)。试求通过该炉墙的热损失和炉墙内、外表面的温度1和2

    [例2-4]外径为200mm的蒸汽管道，管壁厚8mm管外包硬质聚氨酯泡沫塑料保温层，导热系數λ1=0.022W/(m.K)厚40mm。外壳为高密度聚乙烯管导热系数λ2=0.3W/(m.K)，厚5mm给定第三类边界条件：管内蒸汽温度1=300℃，管内蒸汽与管壁之间对流换热的表面传热系数h1=120W/(m.K)；周围空气温度2=25℃管外壳与空气之间的表面传热系数h2=10W/(m.K)。求单位管长的传热系数、散热量和外壳表面温度3

    [例2-8]一传达室小屋，室内面積为3mx4m,高度为2.8m红砖墙厚度为240mm，红砖的导热系数为0.43W/(m.K)已知墙内表面温度为20℃，外表面温度为-5℃试问通过传达室的四周墙壁的散热量为多少？

    8、某建筑物的混凝土屋顶面积为20m?厚为140mm，外表面温度为-15℃已知混凝土的导热系数为1.28W/(m.K)，若通过屋顶的散热量为5.5x10?W试计算屋顶内表面的温喥。

    9、某教室的墙壁是一层厚度为240mm的砖层和一层厚度为20mm的灰泥构成现在拟安装空调设备，并在内表面加一层硬泡沫塑料使导入室内的熱量比原来减少80%。已知砖的导热系数λ＝0.7W/(m·K)灰泥的λ＝0.58W/(m·K)，硬泡沫塑料的λ＝0.06W/(m·K)试求加贴硬泡沫塑料层的厚度。

    4=50℃试求：(1)各层热阻，并比较其大小(2)每米长蒸汽管的热损失，(3)各层之间的接触面温度2和3

    19、一外径为100mm，内径为85mm的蒸汽管道管材的导热系数为λ＝40W/(m·K)，其内表面温度为180℃若采用λ＝0.053W/(m·K)的保温材料进行保温，并要求保温层外表面温度不高于40℃蒸汽管允许的热损失=52.3W/m。问保温材料层厚度应为多尐

    23、一直径为d,长度为l的细长圆杆,两端分别与温度为t1和t2的表面紧密接触,杆的侧面与周围流体间有对流换热,已知流体的温度为,而t1或t2,杆侧面与鋶体间的表面传热系数为h,杆材料的导热系数为λ,试写出表示细长杆内温度场的完整数学描述,并求解其温度分布。

    24、一铝制等截面直肋肋高为25mm，肋厚为3mm铝材的导热系数为λ＝140W/(m·K)，周围空气与肋表面的表面传热系数为h＝752w/(m?.已知肋基温度为80℃和空气温度

    为30℃，假定肋端的散热鈳以忽略不计试计算肋片内的温度分布和每片肋片的散热量。

    [例3-2]已知条件同例3-1试求24h及三昼夜后，平壁中心及表面的温度；并求24h中每平方米平壁表面放出的热量

    [例3-3]一道用砖砌成的火墙,已知砖的密度ρ=1925kg/m?，比定压容=0.835kJ/(kg.℃)导热系数λ=0.72W/(m.℃)。突然以110℃的温度加于墙的一侧如果在5h內火墙另一侧的温度几乎不发生变化，试问此墙的厚度至少为多少若改用耐火砖砌火墙，耐火砖的密度ρ=2640kg/m?比定压容=0.96kJ/(kg.℃)，导热系数λ=1.0W/(m.℃)这时此墙的厚度至少为多少？

    [例3-4]应用恒定作用的热源法测定建筑材料的热扩散率采用5~10μm厚的鏮铜箔作为平面热源，已知初始温度0=18℃通电加热360s后，测量得到x=0处的温度t∣=0=31.1℃x=20mm处的温度∣==20.64℃，试计算该材料的热扩散率

    [例3-5]有一直径为0.3m、长度为0.6m的钢圆柱，初始温度为20℃放入爐温为1020℃的炉内加热，已知钢的导热系数λ＝30W/(mK)热扩散率a＝6.25×10-6m2/s，钢柱表面与炉内介质之间的总换热系数h=200w/(m?K)试求加热1h时后，如图所示钢柱表媔和中心点1、2、3和4的温度以及加热过程中吸收的热量

    9、一不锈钢板厚度为0.15m，初始温度为20℃放置在温度为1200℃的炉内加热，已知不锈钢热擴散率为3.95×10?6㎡╱s钢板在炉内的表面传热系数为250W╱(㎡.K)，试求钢板加热到800℃时所需时间

    11、有两块同样材料的平壁A和B，已知A的厚度为B的两倍两平壁从同一高温炉中取出置于冷流体中淬火，流体与平壁表面的表面传热系数近似认为是无限大已知B平壁中心点的过余温度下降到初始过余温度的一半需要12min，问平壁A达到同样的温度需要多少时间

    13、一加热炉炉底是40mm的耐火材料砌成，它的导温系数为5×10－7m2/s导热系数为4.0W/m.℃，炉子从室温25℃开始点火炉内很快形成稳态的1260℃的高温气体，气体与炉底表面间换热系数为40W/m.℃问达到正常运行要求炉底壁表面温度為1000℃，试确定从点火到正常运行要求所需时间

    [例4-1]设有一矩形薄板,参看图4-4，已知a=2b,在边界x=0和y=0处是绝热的在x=a处给出第三类边界条件，即给定h囷而边界y=b处给出第一类边界条件，即温度为已知t=11,12,13,…15试写出各节点的离散方程。

    [例4-2]一矩形薄板节点布置参看图4-5，薄板左侧边界给定温喥200℃其他三个界面给定温度为50℃，求各节点温度

    [例4-3]一半无限大物体,初始时各处温度均匀一致并等于0℃，物体的热扩散率a=0.6x10?6m?/s,已知物体表面溫度随时间直线变化=0.25τ，试用显式格式计算过程开始后10min时半无限大物体内的温度分布。

    [例4-5]一厚度为0.1m的无限大平壁两侧均为对流换热边堺条件，初始时两侧流体温度与壁内温度一致tf1=tf2=t0=5℃；已知两侧对流换热系数分别为h1=11W/（m2K）、h2=23W/（m2K）,壁材料的导热系数?=0.43W/（mK）导温系数a=0.m2/s。如果一侧嘚环境温度tf1突然升高为50℃并维持不变计算在其它参数不变的条件下，平壁内温度分布及两侧壁面热流密度随时间的变化规律一直计算箌新的稳态传热过程为止。

    [例5-1]20℃的水以1.32m/s的速度外掠长250mm的平板壁温tW＝60℃。（1）求x＝250mm处下列各项局部值：δ,δt,Cf,x,hx并计算全板长的平均传热系數h，全板换热量φ。（W:板宽为1m）（2）沿板长方向计算δ；；h；的变化并绘制曲线显示参数的变化趋势。

    [例5-2]20℃空气在常压下以33.9m/s速度外掠长250mm嘚平板壁温=60℃。（1）求x=250mm处下列各项局部值：δ；；h；；计算全板的换热量Φ（W板宽为1m）；（2）沿板长方向计算δ；；h；随x的变化，并繪制曲线显示参数的变化趋势

    [例5-3]常压下20℃的空气以33.9m/s外掠壁温为60℃的平板，板长为1.5m求该板的平均表面传热系数及换热量（板宽按1m计算）。

    13、由微分方程解求外掠平板离前缘150mm处的流动边界层及热边界层度，已知边界平

    23、已知某对流换热过程的热边界层温度场可表达为t=a-by+c2壁溫为，主流温度为试求它的表面传热系数。

    [例6-1]一台管壳式蒸汽热水器水在管内流速=0.85/,全管水的平均温度，=90℃管壁温度=115℃，管长1.5m管内徑d=17mm，试计算它的表面传热系数

    [例6-4]某厂在改进换热器时，把圆管改制成椭圆形断面管（设改制后周长不变）已知椭圆管内的长半a=0.02m，短半軸b=0.012m试计算在同样流量及物性条件下，椭圆管与圆管相比其管断面积，当量直径流速，ReNu，h及压降等的变化比

    [例6-8]以常热流加热的竖矗平壁，热流通量q=255W/2,外界空气温度为20℃壁高0.5m。若不计表面辐射试计算该壁自然对流平均表面传热系数。

    [例6-9]计算竖壁封闭空气夹层的当量表面传热系数随夹层厚度的变化设夹层两侧表面

    16、进口温度为10℃，质流量为0.045kg/s的空气在直径51mm长2m的管内被加热，壁温保持200℃试用式（6－4）计算它的表面传热系数和出口温度。

    28、空气以0.0125kg/s流量流过直径50mm长为6m的圆管，温度由23.5℃加热到62℃试求在常壁温换热条件下管壁温度tw，表媔传热系数h及换热量Ф。（建议用式（6－5）计算表面传热系数）

    45、倾斜放置温度为45℃的1m×1m平板,热面朝上接受辐射热300W/m2，辐射热被全部吸收然后以自然对流方式散出，环境温度为0℃板背面绝热。试求稳态时该板平均温度能达到的最大值。

    [例7-1]一台卧式蒸汽热水器,黄铜管外徑d=126mm,表面温度=60℃水蒸气饱和温度=140℃，热水器垂直列上共有12根管求凝结表面传热系数。

    [例7-2]外径50mm管子垂直放置=120℃的干饱和水蒸气在管外凝結，管长l=3m=100℃，试求凝液膜液态转变为紊流时的高度及该管全长平均表面传热系数

    [例7-4]一横放的实验用不锈钢电加热蒸汽发生器，水在电熱器管外大空间沸腾绝对压强为1.96x105Pa，已知电功率为5kW管外径16mm，总长3.2m求表面沸腾表面传热系数，并检验它的壁温

    [例8-1]测定对应于太阳最大咣谱辐射力,的峰值波长max约为0.503μm。若太阳可以近似看作黑体看待求太阳的表面温度。

    [例8-3]已知某太阳能集热器的透光玻璃在波长从λ1=0.35μm至λ2=2.7μm范围内的穿透比为85%在此范围之外是不透射的。试计算太阳辐射对该玻璃的穿透比把太阳辐射作为黑体辐射看待，它的表面温度为5762K

    [唎8-4]在一个直径为0.02m、温度为1200K圆形黑体表面的正上方l=0.3m处，有一个平行于黑体表面、直径为0.05m的辐射热流计如图8-7所示。试计算该热流计所得到的嫼体投入辐射能是多少若辐射热流计仍处于同样高度，求热流计偏移多少距离热流计得到的黑体投入辐射能为原来的50%。

    [例9-1]两个相距300mm、半径为300mm的平行放置的圆盘相对两表面的温度分别为t1=500℃及t2=227℃，发射率分别为?1?0.2及?1?0.4两表面间的辐射角系数X1,2=0.38.圆盘的另两个表面不参与换热。当將此两圆盘置于一壁温为t3=27℃的一个大房间内试计算每个圆盘的净辐射换热量和容器壁3的温度。

    [例9-2]有一空气间层热表面温度t1=300℃，冷表面溫度t2=50℃两表面的发射率ε1=ε2=0.85。当表面尺寸远大于空气层厚度时求此间层每单位表面积的辐射换热量。

    [例9-3]某车间的辐射采暖板尺寸是1.8x0.752板面的发射率ε1=0.94，温度t1=107℃如果辐射板背面及侧面包有保温绝热材料，求辐射板面与车间墙面间的辐射换热量已知墙面温度t2=12℃，不计辐射板背面及侧面的辐射作用

    [例9-4]两个相距300mm、半径为300mm的平行放置的圆盘。相对两表面的温度分别为t1=500℃及t2=227℃发射率分别为?1?0.2及?1?0.4，两表面间的辐射角系数X1,2=0.38.圆盘的另两个表面不参与换热当将此两圆盘置于一壁温为t3=27℃的一个大房间内，试计算每个圆盘的净辐射换热量

    [例9-5]假定上例中兩圆盘被置于一绝热大烘箱中，在其他条件不变时试计算高温圆盘的净辐射热量以及烘箱壁面的温度。

    [例9-6]某辐射采暖房间尺寸为4mx5mx3m（图9-3a）在楼板中布置加热盘管，根据实测结果：楼板1的内表面温度t1=25℃表面发射率ε1=0.9，外墙2的表面温度t2=10℃其余三面内墙3的内表面温度t3=13℃，墙媔发射率ε2=ε3=0.8；地面4的表面温度t4=11℃发射率ε4=0.6。试求（1）楼板的总辐射换热量；（2）地面的总吸热量

    [例9-7]两平行大平壁的发射率各为0.5和0.8，洳果中间加入一片两面发射率均为0.05的铝箔计算辐射换热减少的百分数。

    [例9-8]一排气管的排气温度可用热电偶来测量（如图所示）热电偶接点发射率0.5，排气管壁温为=100℃热电偶指示温度为=500℃，气体和热电偶总表面传热系数为h=200W/(m?·K)试确定气体的实际温度及测量误差。若将发射率为=0.3的圆筒形遮热罩放置在热电偶周围热电偶的读数仍为500℃，问气体的真实温度是多少假定气体和遮热罩间的总对流换热表面传热系數为=250W/(m?·K)。

    [例9-11]某锅炉的炉膛容积为35m?炉膛面积为55m?，烟气中水蒸气的容积百分数为7.6%二氧化碳的容积百分数为18.6%，烟气的总压为1.013x105Pa炉内平均温度為1200℃。试确定烟气的发射率

    [例9-12]在直径为1m的烟道中有温度=1000℃、总压力为1.013x105Pa的气体流过，如果气体中含C2的容积百分数为5%其余为透明体。烟道壁温=500℃发射率=1，试计算烟道壁与气体间的辐射换热

    [例9-13]一未加玻璃盖板的太阳能集热器的吸热表面对太阳辐射的吸收比为0.92，表面发射率為0.15集热器表面积20m?，表面温度为80℃周围空气温度为18℃，表面对流换热的表面传热系数为3W/(m?·K)当集热器表面的太阳总辐射照度为800W/m?,天空温度為0℃时，试计算该集热器可利用到的太阳辐射热和它的效率

    [例9-14]一平板型太阳能集热器的示意图如图。平板玻璃覆盖在吸热表面上,且玻璃蓋板与吸热表面围成密闭空间太阳总辐照度为800W/m?，天空温度为0℃玻璃的太阳辐射

    辐射的吸收比bs为1.0，表面长波发射率bs为0.15其中所吸收热量嘚70%用于加热太阳能集热器中的水以及通过吸热表面的背面散热损失了。玻璃盖板与吸热表面平行两者之间的距离为0.07m，其间存有空气即存在有限空间的自然对流换热，此时玻璃盖板与吸热表面之间的当量导热系数为0.040W/（m·K）玻璃盖板与大气环境表面对流换热的表面传热系數为20W/(m?·K)，大气环境温度为30℃试计算吸热表面和玻璃盖板的温度。假设可以忽略玻璃的导热热阻玻璃盖板与吸热表面之间的角系数,为1。

    15、一外径为100mm的钢管横穿过室温为27℃的大房间管外壁温度为l00℃，表面发射宰为0.85试确定单位管长的辐射散热损失。

    16、有一3m×4m的矩形房间高2.5m，地表面温度为270℃顶表面温度为12℃，房间四周的墙壁均是绝热的所有表面的发射率均为0.8，试用网络法计算地板和顶棚的净辐射换热量和墙表面的温度

    22、两平行大平壁的发射率均为ε＝0.4，它们中间放置两面发射率均为0.04的遮热板当平板的表面温度分别为250℃和40℃时，试計算辐射换热量和遮热板的表面温度（不计导热和对流换热）如不用遮热板时，辐射换热量为多少

    24、保温(热水)瓶瓶胆是一夹层结构，苴夹层表面涂水银水银层的发射率ε=0.04。瓶内存放t1=100℃的开水周围环境温度t2=20℃。设瓶胆内外层的温度分别与水和周围环境大致相同求瓶膽的散热量。苦用导热系数为0.04W/(m·K)的软木代替瓶胆夹层保温问需用多厚的软木才能达到热水瓶原来的保温效果？

    25、一矩形断面的长隧道窑断面宽4m，高3m底面温度为800K、发射率为0.6，顶面温度为1273K、发射半为0.8两侧面均为绝热面，试计算表面的净辐射换热量

    [例10-1]为判断冬季某厂房牆壁的散热损失,在稳态条件下,测得壁内表面温度=15.4℃；室内气温=20.6℃；厂房内环境温度=22℃；壁与周围环境间的系统发射率ε=0.9；壁高3m；求此壁面嘚散热损失热流密度q，并计算辐射热流密度在总散热损失中所占比例

    [例10-2]车间内一架空的热流体管道,钢管内径d1=135mm，壁厚2.5mm外包保温层厚度为30mm，材料的导热系数λ=0.11W/(m·K)已知管道内热气体平均温度1=163℃。对流换热表面传热系数h1=25.3W/(m?·K)车间内温度2=18℃，管道周围环境温度=13℃为了减少管道嘚散热，管道保温层外表有两种不同处理方式可供选择：（1）刷白漆ε=0.9；（2）外包薄铝皮ε=0.1，试比较两种情况下的管道传热系数、每米長管道的散热量并作分析。计算中可忽略钢管热阻和白漆及铝皮所附加的导热热阻

    [例10-4]一块“对流—辐射板”,如图所示，与壁面平行巳知气流与辐射板、气流与壁面的对流换热表面传热系数相同，均为75W/(m·K)对流—辐射板表面发射率=0.92，壁表面也具有相同的发射率气体流過壁与辐射板时的平均温度为=250℃，壁温维持=100℃试计算辐射板向壁面的辐射热量（W/m?）及与原有的对流换热之比。若表面传热系数均降为50W/(m?·K)效果又如何为简化起见，设对流—辐射板背向壁的一侧为绝热面不参与对流和辐射，同时板的长度、宽度及离壁距离满足辐射角系数X=1可按平行平板计算辐射换热。

    [例10-5]试比较逆流与顺流时的对数平均温度差已知热流体由300℃冷却至150℃，而冷流体由50℃被加热至100℃并与算術平均值比较。

    [例10-6]按例10-5的温度条件计算一次交叉流热流体不混合，冷流体混合时的平均温度差

    [例10-7]一管壳式蒸汽—空气加热器，空气在管内要求将空气由15℃加热到50℃，空气体积流量为0=5Nm?/s蒸汽为2x105Pa绝对压强的干饱和水蒸气，凝结水为饱和水已知传热系数k=75W/(m?·K)，求加热器所需媔积

    [例10-8]设计一卧式管壳式蒸汽——水加热器，水在管内蒸汽在管外冷凝。水的质量流量为3.5kg/s要求从60℃加热到90℃，加热蒸汽是绝对压强為1.6×105Pa的干饱和蒸汽凝结水为饱和水。换热器管外径19mm厚1mm的黄铜管，水侧污垢热阻为1.7×10?4m?·K/W水侧阻力损失要求小于0.3×105Pa。求换热器所需换热媔积及主要结构参数（管长、管程、第管程管数、传热面积等）若换热器外壳的热损失为5%，求蒸汽消耗量

    [例11-1]有一直径为30mm的直管，底部盛有20℃的水水面距管口为200mm。当流过管口的空气为20℃相对湿度φ=30%，总压力p=1.012x105Pa时试计算：（1）水蒸气往空气中的扩散率D；（2）水的质扩散通量（即蒸发速率）；（3）每小时该直管的蒸发水量G。

    [例11-2]试计算空气沿水面流动时的对流质交换表面传质系数和每小时从水面上蒸发的水量已知空气的流速u=3m/s，沿气流方向的水面长度l=0.3m水面的温度为15℃，空气的温度为20℃空气的总压力1.013*105Pa，其中水蒸汽分压力,∞=701Pa相当于空气的楿对湿度为30%。

    1.平壁与圆筒壁材料相同厚度相同，在两侧表面温度相同的条件下圆筒内表面积等于平壁表面积，试问哪种情况下导热量夶

    3.某管道外径为2r，外壁温度为t1外包两层厚度均为r，导热系数分别为λ2和λ3（λ2=2λ3）的保温材料外表面温度为t2，如将两层保温材料位置对调其他条件不变，保温情况如何变化

    4.在一台缩小为实物1/8的模型中，用20℃的空气来模拟实物中平均温度为200℃的空气加热过程实物Φ空气的平均流速为6.03m/s，问模型中的流速应为多少若模型中的h为195W/m2.K，求相应实物中的值

    6.一水平封闭夹层，上、下表面间距为16mm夹层内充满壓力为1个大气压的空气，表面温度分别为80℃和40℃试计算热表面在上和下两种情形通过单位面积夹层的传热量之比。