传热学课件分解.ppt

第2章习题讲解;;在某一产品的制造过程中，在厚1.0mm的基板上紧贴了一层透明的薄膜，其厚度为0.2mm。薄膜表面有一股冷却气流流过，其温度tf＝20℃，对流表面传热系数h＝40W/(m2●K)。同时，有一股辐射能q透过薄膜投射到薄膜与基板的结合面上，如附图所示。基板的另一面维持在温度t1=30℃。生产工艺要求薄膜与基板结合面的温度t0应为60℃，试确定辐射热流密度q应为多大。薄膜的导热系数lf=0.02W/(m●K)，基板的导热系数ls=0.02W/(m●K)。投射到结合面上的辐射热流全部为结合面所吸收。薄膜对60℃的热辐射是不透明的。（习题2-12,p91）;解：;一直径为d、长l的圆杆，两端分别与温度为t1、t2的表面接触，杆的导热系数l为常数。试对下列两种稳态情形列出杆中温度分布的微分方程式及边界条件，并求解之：（1）杆的侧面是绝热的；（2）杆的侧面与四周流体间有稳定的对流换热，平均表面传热系数为h，流体温度tf小于t1及t2。（习题2-20,p92）;;（2）;内、外径各为0.5m及0.6m的球罐，其中装满了具有一定放射性的化学废料，其容积发热率＝105W/m3。该罐被置于水流中冷却，表面传热系数h＝1000W/(m2●K)，流体温度tf＝25℃。试求：（1）确定球罐的外表面温度；（2）确定球罐的内表面温度。球罐用铬镍钢钢板制成。（习题2-25,p93）;某种平板材料厚25mm，两侧面分别维持在40℃及85℃。测得通过该平板的热流量为1.83kW，导热面积为0.2m2。试：（1）确定在此条件下平板的平均导热系数；（2）设平板材料的导热系数按l=l0(1+bt)变化（其中t为局部温度）。为了确定上述温度范围内的l0及b的值，还需要补充测定什么量？给出此时确定l及b的计算式。（习题2-32,p94）;（2）补充测量中心截面的温度，设测得的温度为;试建立具有内热源、变截面、变导热系数的一维稳态导热稳态的温度场微分方程式（参考附图）。（习题2-39,p96）;用一柱体模拟燃气轮机叶片的散热过程。柱长9cm，周界为7.6cm，截面积为1.95cm2，柱体的一端被冷却到305℃（见附图）。815℃的高温气体吹过该柱体，假设表面上各处的对流换热的表面传热系数是均匀的，并为28W/(m2●K)。柱体导热系数l=55W/(m●K)，肋端绝热。试：（1）计算该???体中间截面上的平均温度及柱体的最高温度；（2）冷却介质所带走的热量。（习题2-55,p98）;解：;最高温度出现在;有—管内涂层的操作过程如附图所示。在管子中央有一辐射圆棒，直径为d1，其外表面发出的每米长度上的辐射热流密度为qr，管内抽真空；涂层表面的吸收比很高，可近似地看成为黑体。管子外表面温度恒为ts2，涂层很薄，工艺要求涂层表面温度维持在ts1。试：(1)导出稳态条件下用qr、ts2、r2、r3及管壁导热系数λ表示的管壁中的温度分布表达式；(2)设ts2＝25℃，λ＝15W/(m●K)，r2＝35mm；r3＝48mm，并要求ts1应达到150℃，求qr之值。（习题2-75,p103）;解法一：其完整数学描写为：;解法二：对圆筒壁来说，热流量与半径无关，即

为常数，则：;在一有内热源的无限大平板的导热问题中，平板两侧面温度分别为t1（x＝0处）及t2（x＝d处）。平板内温度分布为

(t－t1)/(t2-t1)=c1+c2x2+c3x3，其中c1、c2、c3为待定常数。平板的导热系数为常数，x＝0处的内热源强度为。试确定该平板中内热源的表达式。（习题2-77,p104）;解：;因为;第2章作业