传热学习题集

1、郑州大学传热学习题集苏小江2014/6/1内容：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温度分别为：，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。已知壁的表面传热系数为，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：=360mm，室外温度tf2= -10，室内温度tf1=18，墙的=0.61W/(m

2、.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，宽3m，求它的散热量？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/。，试确定管壁温度及热流量。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?第一章 导热理论基础例1-1厚度为 的无限大平壁，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=

3、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，其导热系数为常数。导线的电阻率为(.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，

4、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?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 1 =230mm的耐火砖，导热系数 1 =1.10W/(mK)；外 层是 3 =240mm的红砖层，导热系数 3 =0.58W/(mK)； 两层中间填以 2 =50mm的水泥珍珠岩制品保温层，导 热系数 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

5、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，烟气侧对流换热的表面传热系数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 一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l1=0.79W/(m×K)，空心部分的导热系数l2=0.29W/(m×K)。试计算砌块的导热热阻。 例2-4外径为200mm的蒸汽管道，管壁厚8mm，管外包硬质聚氨酯泡沫塑料保温层，导热系数1=0.022W/(m.K)，厚40m

6、m。外壳为高密度聚乙烯管，导热系数2=0.3W/(m.K)，厚5mm。给定第三类边界条件：管内蒸汽温度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=0.034W/(m.K)，保温层外表面与空气之间的表面传热系数h=10W/(m.K)。例2-6 一铁制的矩形直肋，厚 =5 mm，高H = 50 mm，宽L = 1m，材料导热系数 =58

7、 w/mK， 肋表面放热系数h = 12 w/mK，肋基的过余温度o = 80 oC。求肋表面散热量和肋端过余温度。例2-6如图2-18所示的环形肋壁，肋片高度l=19.1mm、厚度=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=214W/(m.K)。已知管表面温度t0=171.1，周围流体温度tf=21.1，肋片表面与周围流体之间的表面传热系数h=141.5W/(m².K),试计算每片肋片的散热量。例2-8一传达室小屋，室内面积为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-

8、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20m²，厚为140mm，外表面温度为-15。已知混凝土的导热系数为1.28 W/(m.K)，若通过屋顶的散热量为5.5x10³W，试计算屋顶内表面的温度。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，使导入室内的热量比原来减少80%。已知砖的导热系数0.7W/(m·K)，灰泥的0.58W/(m·K)，硬泡沫塑料的0.06W/(m·K)，试求加贴硬泡沫塑料层的厚度。16、蒸汽管道的内、外直径分别

9、为160mm和170mm，管壁导热系数=58W/m.，管外覆盖两层保温材料：第一层厚度2=30mm，导热系数20.093W/m.；第二层3=40mm，导热系数30.17W/m.，蒸汽管的内表面温度 tw1=300。保温层外表而温度 tw4=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 tw2和 tw3。19、一外径为100mm，内径为85mm的蒸汽管道，管材的导热系数为40W/(m·K)，其内表面温 度为180，若采用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 ql=5

10、2.3 W/m。问保温材料层厚度应为多少？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tf,而tf<t1或t2,杆侧面与流体间的表面传热系数为h,杆材料的导热系数为,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140W/(m·K)，周围空气与肋表面的表面传热系数为h752w/(m².k)g。已知肋基温度为80和空气温度为30，假定肋端的散热可以忽略不计，试计算肋片内的温度分布和每片肋片的散热

11、量。27、一肋片厚度为3mm，长度为16mm，是计算等截面直肋的效率。（1）铝材料肋片，其导热系数为140W/(mK),对流换热系数h=80W/(m²K);（2）钢材料肋片，其导热系数为40W/(mK), 对流换热系数h=125W/(m²K)。第三章 非稳态导热例3-1 一无限大平壁厚度为0.5m， 已知平壁的热物性参数l=0.815W/(m.k), c=0.839kJ/(kg.k), r=1500kg/m³, 壁内温度初始时均为一致为18ºC，给定第三类边界条件：壁两侧流体温度为8 ºC，流体与壁面之间的表面传热系数h=8.15w/

12、（m².K），试求6h后平壁中心及表面的温度。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=1925kg/m³，比定压容cp=0.835kJ/(kg.)，导热系数=0.72 W/(m.)。突然以110的温度加于墙的一侧。如果在5h内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=2640 kg/m³，比定压容cp=0.96kJ/(kg.)，导热系数=1.0W/(m.)，这时此墙的厚度至少为多少？例3-4 应用恒定

13、作用的热源法测定建筑材料的热扩散率。采用510m厚的鏮铜箔作为平面热源，已知初始温度t0=18，通电加热360s后，测量得到x=0处的温度tx=0=31.1，x=20mm处的温度x=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，放入炉温为1020的炉内加热，已知钢的导热系数30W/(mK)， 热扩散率a6.25×10-6m2/s，钢柱表面与炉内介质之间的总换热系数h=200w/(m²K)，试求加热1h时后，如图所示钢柱表面和中心点1、2、3和4的温度以及加热过程中吸收的热量。8、一钢板厚度为3mm,面积为1

14、5;1,初始温度均匀为300,放置于20的空气中冷却。已知钢板的导热系数为=48.5W/(m·k),热扩散率a=12.7×10-6/s,板与空气之间的表面传热系数h=39 W/(m².K)，问需要多长时间钢板才能降低至50。 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，已知不锈钢热扩散率为3.95×10-6s，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。10、将初始温度为80，直径为20mm的铜棒突然置于温度为20、流速为 12m/s的风道中，5min后铜棒温度降低到34。计算气体与铜棒

15、的换热系数？ 已知：铜棒 = 8954 kg m3 , c = 383.1 J (kg .), = 386W (m .)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5×107m2/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

16、要求炉底壁表面温度为1000，试确定从点火到正常运行要求所需时间。第四章 导热数值解法基础例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和 tf，而边界y=b处给出第一类边界条件，即温度为已知t=c11, c12,c13,c15。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度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=0.6x10-6m²/s,已知物体表面温度随时间直线变化， tw=0.

17、25，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4-4 一厚度为0.06m的无限大平壁,初始温度为20，给定壁两侧的对流换热边界条件：流体温度为150，表面传热系数h=24 W/(m².K) 。已知平壁的导热系数=0.24 W/(m.K) ，热扩散率a=0.147x10-6m²/s，试计算2min后，无限大平壁内各节点的温度。例4-5 一厚度为0.1m的无限大平壁，两侧均为对流换热边界条件，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=11 W/（m2K）、h2=23W/（m2K）, 壁材料的导热系数l=0

18、.43W/（mK），导温系数a=0.3437×10-6 m2/s。如果一侧的环境温度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，一直计算到新的稳态传热过程为止。第五章 对流换热分析例5-1 20的水以1.32m/s的速度外掠长250mm的平板，壁温tW60。（1）求x250mm处下列各项局部值：,t,Cf,x,hx，并计算全板长的平均传热系数h，全板换热量。（W:板宽为1m） （2）沿板长方向计算；t；h；hx的变化，并绘制曲线显示参数的变化趋势。例5-220空气在常压下以33.9m/s速度外掠长250mm的

19、平板，壁温tw=60。（1）求x=250mm处下列各项局部值：；t；h；hx；计算全板的换热量（W，板宽为1m）；（2）沿板长方向计算；t；h；hx随x的变化，并绘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）。例5-4计算上例的局部及平均表面传热系数沿板长的变化，并绘成图。12、20的水以1.5m/s的速度外掠平板，按积分方程解求离前缘150mm处的边界层厚度。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，已知边界平均温度为60，速度为u=0.9m/s。18

20、、空气以10m/s速度外掠0.8m长平板，tf=80，tw=30，计算该板在临界Re下的hc，全板平均表面传热系数以及换热量（板宽为1m，已知Rec=5x105）19、与上题同样换热参数，但流体为水，试与上题作比较。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+cy2，壁温为tw，主流温度为 tf，试求它的表面传热系数。26、温度tf=80的空气外掠tw=30的平板，已知hx=124.4x-1/2，试求该平板长为0.3m，宽0.5m时的换热量(仍不计宽度的影响)? 31、煤气以平均流速um=20m/s 流过内径d=16.9mm,长l=2m 的管子， 由于不知道它的表面

21、传热系数，今用实测得管两端煤气的压降p 为 35N/m² ,试问能否确定此煤气与管壁的平均传热系数？已知该煤气的 物性是： =0.3335kg/m 3 ,cp=4.198kJ/(mg.k), =47.38×10-6m ² /s, =0.191W/(m.K).管内流动摩擦系数f的定义式是： p=fld,又已知：St.Pr2/3 =f8 (管内流动两传类比率)。第六章 单相流体对流换热例6-1一台管壳式蒸汽热水器，水在管内流速um=0.85m/s,全管水的平均温度， tf=90，管壁温度tw=115，管长1.5m，管内径d=17mm，试计算它的表面传热系数。例6-2

22、某厂燃气空气加热器,已知管内径d=0.051m，每根管内空气质流量M=0.0417kg/s，管长l=2.6m，空气进口温度tf'=30，壁温保持tw=250，试计算该加热器管内表面传热系数。例6-3 某换热设备管子长l=2m,内径d=0.014mm，生产过程中壁温保持tw=78.6，进口水温tf'=22.1，问管内水的平均流速um为若干m/s时，其出口水温tf“达到50？并确定此时的表面传热系数？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，短半轴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

23、断面积，当量直径，流速，Re，Nu，h及压降等的变化比。例6-5水以1.5m/s的速度流过d=25mm，l=5m，p=5.6kPa的管子，管壁tw=90，进出口水温分别为25和50，试从类比律计算表面传热系数，并与按光滑管计算的结果比较。例6-6 空气横掠叉排管束，管外经d = 25mm, 管长l = 1.5m，每排有20根管子，共有5排，叉排S1 =50mm、S2 = 37mm。已知管壁温度为tw=110，空气进口温度为，空气流量V0=5000Nm²/h。求空气流过管束加热器的表面换热系数。例6-7试求新型竖直管束（采用外径d=30mm的管材）暖气散热器自然对流表面传热系数，已知管

24、长H=1800mm，表面温度tw=86，室温tf18。例6-8以常热流加热的竖直平壁，热流通量q=255W/m2,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he随夹层厚度的变化，设夹层两侧表面温度分别为tw1=20，tw2=0，夹层高H=1m，计算厚度从360mm。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（64）计算它的表面传热系数和出口温度。1 23、空气在管内受迫对流换热，已知管径d=51mm，管长l=2.6m，空气质流量M0.0

25、417kg/s，进口温度tf30，管壁的热流密度q=12120W/,求该管的平均表面传热系数h，空气在管子进口和出口端的表面传热系数h，h，出口温度tf，管壁进口和出口端的壁温tw, tw。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，表面传热系数h及换热量。（建议用式（65）计算表面传热系数）33、空气横向掠过单管，管外径12mm，管外最大流速u=14m/s，空气温度tf30.1, 壁温tw12。求空气的表面传热系数。35、水横向掠过5排叉排管束，管束中最窄截面处流速u=4.87m/s， 平均温度tf=2

26、0.2，壁温tw=25.2， 管间距， d = 19 mm, 求水的表面传热系数。44、顶棚表面温度 13，室内温度25，顶棚4m×5m,试求自然对流换热量及其表面传热系数。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。2 52、某建筑物墙壁内空气夹层厚=75mm，高2.5mm，两侧壁温分别为tw1=15，tw2=5，求它的当量表面传热系数及每平方米通过夹层的热量。第七章 凝结与沸腾换热例7-1 一台卧式蒸汽热水器,黄铜管外径d=12

27、6mm,表面温度tw=60，水蒸气饱和温度ts=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，ts=120的干饱和水蒸气在管外凝结，管长l=3m，tw=100，试求凝液膜液态转变为紊流时的高度xc及该管全长平均表面传热系数。例7-3试用能量守恒原理论证式（7-9）,推导时按线性温度分布考虑液膜的过冷度。例7-4一横放的实验用不锈钢电加热蒸汽发生器，水在电热器管外大空间沸腾，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7-5在1.013x105Pa绝对压强下，纯水在tw=1

28、17抛光铜质加热面上进行大空间泡态沸腾，试求q及h。第八章 热辐射的基本定律例8-1测定对应于太阳最大光谱辐射力Eb,max的峰值波长max约为0.503m。若太阳可以近似看作黑体看待，求太阳的表面温度。例8-2试分别计算5762K、3800K、2800K、1000K、400K的黑体最大光谱辐射力Eb,max所对应的峰值波长max，以及黑体辐射中可见光和红外线辐射（0.761000m）能量占黑体总辐射能量的比例。例8-3已知某太阳能集热器的透光玻璃在波长从1=0.35m至2=2.7m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

29、表面温度为5762K。例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黑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8-5某漫射表面温度T1=300K，其光谱吸收比如图8-11所示。把它放在壁温T2=1200K的黑空腔中，计算此表面的吸收比和发射率。第九章 辐射换热计算例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，发射率分别为及，两表

30、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，冷表面温度t2=50。两表面的发射率1=2=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1.8x0.75m2，板面的发射率1=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

31、平行放置的圆盘。相对两表面的温度分别为t1=500及t2=227，发射率分别为及，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假定上例中两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1=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，墙面发射率2=3=0.8；地面4的表面温度t4

32、=11，发射率4=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，如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tw=100，热电偶指示温度为 tc=500，气体和热电偶总表面传热系数为h=200W/(m²·K)，试确定气体的实际温度及测量误差。若将发射率为s=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数

33、为hs=250W/(m²·K)。例9-9计算图9-24（a）所示两个表面1、4之间的辐射角系数X1,4。例9-10试确定例9-6中各表面间的辐射角系数。例9-11 某锅炉的炉膛容积为35m³，炉膛面积为55m²，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，炉内平均温度为1200。试确定烟气的发射率g。例9-12在直径为1m的烟道中有温度tg=1000、总压力为1.013x105Pa的气体流过，如果气体中含CO2的容积百分数为5%，其余为透明体。烟道壁温tw=500，发射率w=1，试计算烟道壁与

34、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，表面发射率为0.15，集热器表面积20m²，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/(m²·K)。当集热器表面的太阳总辐射照度为800W/m²,天空温度为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,且玻璃盖板与吸热表面围成密闭空间。太阳总辐照度Gs为800W/m²，天空温度为0。玻璃的太阳辐射穿透比g为0.85，长波穿透比g为0，反射比为0

35、，长波发射率g为0.9；吸热表面对太阳辐射的吸收比bs为1.0，表面长波发射率bs为0.15，其中所吸收热量的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e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数为20W/(m²·K)，大气环境温度ta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Xbs,g为1。11、试确定如图所示各种情况下

36、的角系数。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，试计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，且夹层表面涂

37、水银，水银层的发射率=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，求瓶胆的散热量。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。第十章 传热和换热器例10-1 为判断冬季某厂房墙壁的散热损失,在稳态条件下,测得壁内表面温度tw=15.4；室内气温tf=20.6；厂房内环境温度tam=22；壁与周围环

38、境间的系统发射率=0.9；壁高3m；求此壁面的散热损失热流密度q，并计算辐射热流密度qr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=0.11W/(m·K)，已知管道内热气体平均温度tf1=163。对流换热表面传热系数h1=25.3W/(m²·K)。车间内温度tf2=18，管道周围环境温度tam=13。为了减少管道的散热，管道保温层外表有两种不同处理方式可供选择：（1）刷白漆，=0.9；（2）外包薄铝皮=0.1，试比较两种情况下的管道传热系数、每米长管道的散热量，

39、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10-3试计算某寒冷地区中空玻璃窗传热系数，已知数据列表如下：窗高H(m)1.0室温(本例tf1=tam1）tf1()20中空玻璃间距(mm)12室外温度（本例tf2=tam2）tf2()-2玻璃表面发射率0.94玻璃厚度（mm）4例10-4 一块“对流辐射板”,如图所示，与壁面平行，已知气流与辐射板、气流与壁面的对流换热表面传热系数hp相同，均为75W/(m·K)。对流辐射板表面发射率p=0.92，壁表面也具有相同的发射率。气体流过壁与辐射板时的平均温度为tf=250，壁温维持tw=100，试计算辐射板向壁面的辐射热量（

40、W/m²）及与原有的对流换热之比。若表面传热系数均降为50W/(m²·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，并与算术平均值比较。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V0=5Nm³/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/(m²·K)，求加热器所需面积。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为1.6×105Pa的干饱和蒸汽，凝结水为饱和水。换热器管