傳熱學(xué)第五版課后習(xí)題答案

1、傳熱學(xué)習(xí)題_建工版V0-14 一大平板,高3m ,寬2m ,厚0.2m ,導(dǎo)熱系數(shù)為45W/(m.K, 兩側(cè)表面溫度分別為w 1t 150C =及w 1t 285C = ,試求熱流密度計(jì)熱流量。 解:根據(jù)付立葉定律熱流密度為:2w 2w 121t t 285150q grad t=-4530375(w /m x x 0.2-=-=-=- - 負(fù)號(hào)表示傳熱方向與x 軸的方向相反。 通過整個(gè)導(dǎo)熱面的熱流量為:q A 30375(32182250(W =-=0-15 空氣在一根內(nèi)經(jīng)50mm ,長2.5米的管子內(nèi)流動(dòng)并被加熱,已知空氣的平均溫度為85,管壁對(duì)空氣的h=73(W/m .k,熱流密度q=5

2、110w/ m , 是確定管壁溫度及熱流量。 解:熱流量= 又根據(jù)牛頓冷卻公式w f h A t=h A (t t q A =-=管內(nèi)壁溫度為:w f q 5110t t 85155(C h73=+=+=1-1.按20時(shí),銅、碳鋼(1.5%C 、鋁和黃銅導(dǎo)熱系數(shù)的大小,排列它們的順序;隔熱保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)的數(shù)值最大為多少?列舉膨脹珍珠巖散料、礦渣棉和軟泡沫塑料導(dǎo)熱系數(shù)的數(shù)值。 解:(1由附錄7可知,在溫度為20的情況下, 銅=398 W/(m K,碳鋼=36W/(m K, 鋁=237W/(m K,黃銅=109W/(m K.所以,按導(dǎo)熱系數(shù)大小排列為: 銅鋁黃銅鋼(2 隔熱保溫材料定義為導(dǎo)熱系數(shù)

3、最大不超過0.12 W/(m K. (3 由附錄8得知,當(dāng)材料的平均溫度為20時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)為:膨脹珍珠巖散料:=0.0424+0.000137t W/(m K=0.0424+0.00013720=0.04514 W/(m K;礦渣棉: =0.0674+0.000215t W/(m K=0.0674+0.00021520=0.0717 W/(m K;由附錄7知聚乙烯泡沫塑料在常溫下, =0.0350. 038W/(m K。由上可知金屬是良好的導(dǎo)熱材料,而其它三種是好的保溫材料。1-5厚度為0.1m 的無限大平壁,其材料的導(dǎo)熱系數(shù)=100W/(m K,在給定的直角坐標(biāo)系中,分別畫出穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱時(shí)如下兩

4、種情形的溫度分布并分析x 方向溫度梯度的分量和熱流密度數(shù)值的正或負(fù)。 (1t|x=0=400K, t|x=600K; (2 t|x=600K, t|x=0=400K; 解:根據(jù)付立葉定律 t t t q g r a d t i j k x y z =-=-+ x t q x=- 無限大平壁在無內(nèi)熱源穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱時(shí)溫度曲線為直線,并且x x 02121t t t t t d t xd xx x 0=-=-x x 0x t t q =-=- (a (1t|x=0=400K, t|x=600K 時(shí)溫度分布如圖2-5(1所示根據(jù)式(a, 熱流密度x q 0,說明x 方向上的熱流量流向x 的正方向?？梢娪?jì)算

5、值的方向也符合熱流量由高溫傳向低溫的方向1-6 一厚度為50mm 的無限大平壁,其穩(wěn)態(tài)溫度分布為2t=a+bx (C ,式中a=200 C, b=-2000 C/m 。若平板導(dǎo)熱系數(shù)為45w/(m.k,試求:(1平壁兩側(cè)表面處的熱流密度;(2平壁中是否有內(nèi)熱原?為什么?如果有內(nèi)熱源的話,它的強(qiáng)度應(yīng)該是多大? 解:方法一由題意知這是一個(gè)一維(t t =0y z=、穩(wěn)態(tài)(t 0=、常物性導(dǎo)熱問題。導(dǎo)熱微分方程式可簡化為:2v2qd t 0d x+= (a 因?yàn)?t=a+bx ,所以圖2-5(1圖2-5(2d t 2b xd x = (b 22d t2bd x= (c (1 根據(jù)式(b 和付立葉定律

6、x d t q 2b x d x=-=-x-0q 0=,無熱流量2x=q 2b =-2(-2000450.05=9000(w /m =-(2將二階導(dǎo)數(shù)代入式(a 23v 2d t q 2b 2(200045=180000w /md x=-=-=-該導(dǎo)熱體里存在內(nèi)熱源,其強(qiáng)度為431.810w /m。解:方法二因?yàn)?t=a+bx ,所以是一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題d t 2b x d x= (c 根據(jù)付立葉定律x d t q 2b x d x=-=-(1x-0q 0=,無熱流量2x=q 2b =-2(-2000450.05=9000(w /m =-(2無限大平壁一維導(dǎo)熱時(shí),導(dǎo)熱體僅在邊界x=0,及x=處有

7、熱交換,由(1的計(jì)算結(jié)果知導(dǎo)熱體在單位時(shí)間內(nèi)獲取的熱量為(in x=0x=area area=q q A 0-(-2b A -=in area =2b A 00.2, 書中只計(jì)算了第一項(xiàng),而忽略了后面的項(xiàng)。即2021F o 11111sin (x ,x cos sin cos e - +2、現(xiàn)在保留前面二項(xiàng),即忽略第二項(xiàng)以后的項(xiàng)(x ,I(x,6hII(x,6h+, 其中221F o 11111sin x I (x ,6h cos sin cos e -= +222F o 22222sin x II (x ,6h cos sin cos e -= +3、以下計(jì)算第二項(xiàng)II (x ,6h a 平

8、壁中心x=0222F o 22222sin 0II (0m ,6h cos sin cos e -= +22(0.5519II (0m ,6h 3.7262(0.5519(0.8239e -=+-II (0m ,6h 0.0124=-從例3-1中知第一項(xiàng)I (0m ,6h 0.9=,所以忽略第二項(xiàng)時(shí)“和”的相對(duì)誤差為:II (0m ,6h 0.0124 1.4%I (0m ,6h II (0m ,6h 0.9+(-0.0124-=+=+=-=雖說計(jì)算前兩項(xiàng)后計(jì)算精度提高了,但16.88 C 和例3-1的結(jié)果17 C 相差很小。說明計(jì)算一項(xiàng)已經(jīng)比較精確。 b 平壁兩側(cè)x=0.5m222F o 2

9、2222sin 0.5II (0.5m ,6h cos sin cos 0.5e -= +22(0.5519e-=-+-II (0.5m ,6h 0.01=從例3-1中知第一項(xiàng)I (0.5m ,6h 0.38=,所以忽略第二項(xiàng)時(shí)“和”的相對(duì)誤差為:II (0.5m ,6h 0.01 2.6%I (0.5m ,6h II (0.5m ,6h 0.38+0.01=+=+=-+=雖說計(jì)算前兩項(xiàng)后計(jì)算精度提高了,但11.9 C 和例3-1的結(jié)果11.8 C 相差很小。說明計(jì)算一項(xiàng)已經(jīng)比較精確。4-4 一無限大平壁,其厚度為0.3m ,導(dǎo)熱系數(shù)為 k *m w 4.36=。平壁兩側(cè)表面均給定為第三類邊界

10、條件,即k*m w 60h 21=,C25t f1=;k*m w 300h 22=,C215t f2=。當(dāng)平壁中具有均勻內(nèi)熱源35v m/W 102q =時(shí), 試計(jì)算沿平壁厚度的穩(wěn)態(tài)溫度分布。(提示:取x=0.06m 1t 4t 5t 6t 2t 3t C215t f2=C25t f1=k*m w 60h 21=k*m w 300h 22=方法一 數(shù)值計(jì)算法解:這是一個(gè)一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題。(1、取步長x=0.06m ,可以將厚度分成五等份。共用六個(gè)節(jié)點(diǎn)123456t t t t t t 將平板劃分成六個(gè)單元體(圖中用陰影線標(biāo)出了節(jié)點(diǎn)2、6所在的單元體。用熱平衡法計(jì)算每個(gè)單元的換熱量,從而得到節(jié)點(diǎn)

11、方程。節(jié)點(diǎn)1:因?yàn)槭欠€(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程所以,從左邊通過對(duì)流輸入的熱流量+從右邊導(dǎo)入的熱流量+單元體內(nèi)熱源發(fā)出的熱流量=0。即(211f11v t t x h A t t AA q 0x2-+= 節(jié)點(diǎn)2:從左、右兩側(cè)通過導(dǎo)熱導(dǎo)入的熱流量+單元體內(nèi)熱源發(fā)出的熱流量=0。(1232v t t t t A A A X q 0X X -+=節(jié)點(diǎn)3:從左、右兩側(cè)通過導(dǎo)熱導(dǎo)入的熱流量+單元體內(nèi)熱源發(fā)出的熱流量=0。(2343v t t t t A A A X q 0X X -+=節(jié)點(diǎn)4:從左、右兩側(cè)通過導(dǎo)熱導(dǎo)入的熱流量+單元體內(nèi)熱源發(fā)出的熱流量=0。(3454v t t t t A A A X q 0X X -+

12、=節(jié)點(diǎn)5:從左、右兩側(cè)通過導(dǎo)熱導(dǎo)入的熱流量+單元體內(nèi)熱源發(fā)出的熱流量=0。(4565v t t t t A A A X q 0XX-+=節(jié)點(diǎn)6:從左邊導(dǎo)入的熱流量+從右邊通過對(duì)流輸入的熱流量+單元體內(nèi)熱源發(fā)出的熱流量=0。即(562f26v t t x h A t t AA q 0x2-+= 將k *m w 4.36=、k *m w 60h 21=、C25t f1=、k *m w 300h 22=,C215t f2=、35v m/W 102q =和x=0.06m ,代入上述六個(gè)節(jié)點(diǎn)并化簡得線性方程組組1:12t 0.91t 11.250-=;132t t 2t 19.780+-+=; 243t

13、 t 2t 19.780+-+=;354t t 2t 19.780+-+= 465t t 2t 19.780+-+=;56t 1.49t 8.410-+=逐步代入并移相化簡得:12t 0.91t +11.25=, 23t 0.9174t +28.4679=,34t 0.9237t +44.5667=,45t 0.9291t +59.785=, 56t 0.9338t +74.297=,66t 0.6453t +129.096=則方程組的解為:1t 417.1895=, 2t 446.087=,3t 455.22=4t 444.575=,5t 414.1535=,6t 363.95=若將方程組組

14、1寫成:12t 0.91t +11.25=,(2131t t t 19.782=+,(3241t t t 19.782=+,(4351t t t 19.782=+,(5461t t t 19.782=+,65t 0.691t 77.757=+可用迭代法求解,結(jié)果如下表所示: 迭代次數(shù) 節(jié)點(diǎn)1 1t節(jié)點(diǎn)22t節(jié)點(diǎn)33t節(jié)點(diǎn)44t節(jié)點(diǎn)55t節(jié)點(diǎn)66t0 200.000 300.000 300.000 300.000 300.000 200.000 1 284.250 260.000 310.000 310.000 260.000 278.478 2 247.85 307.125 294.89 29

15、4.89 304.129 257.417 3 290.734 310.898 308.898 309.400 286.044 281.250 4 294.167 309.706 320.039 307.361 305.215 269.142 5 293.082 316.993 318.401 322.517 298.142 281.976 6299.714315.635329.645318.162312.137277.2447 298.478 324.570 326.789 330.781 307.593 286.608 8 306.609 322.524 337.566 327.081 31

16、8.585 283.567 9 304.747 331.978 334.693 337.966 315.214 290.285 10313.350329.61344.862334.844324.016288.667*從迭代的情況看,各節(jié)點(diǎn)的溫度上升較慢,不能很快得出有效的解?？梢姳绢}用迭代法求解不好。(2、再設(shè)定步長為0.03m (x=0.03m ,將厚度分成十等份,共需要11個(gè)節(jié)點(diǎn)。和上述原理相同,得出線性方程組組212t 0.9529t +3.534=;(2131t t t 4.9452=+(3241t t t 4.9452=+;(4351t t t 4.9452=+ (5461t t t

17、 4.9452=+;(6571t t t 4.9452=+ (7681t t t 4.9452=+;(8791t t t 4.9452=+ (98101t t t 4.9452=+;(109111t t t 4.9452=+1110t 0.8018t 44.6054=+同理求得的解為:1t 402.9256=,2t 419.13=,3t 430.403=,4t 436.746=,5t 438.135=,6t 434.6=,7t 426.124=;8t 412.706=,9t 394.346=;10t 371.05=,11t 342.11=*上述劃線的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)應(yīng)于步長為0.06m 時(shí)的六個(gè)節(jié)點(diǎn)

18、的坐標(biāo)。(3、再設(shè)定步長為0.015m (x=0.015m ,將厚度分成20等份,共需要21個(gè)節(jié)點(diǎn)。和上述原理相同,得到新的節(jié)點(diǎn)方程為:12t 0.9759t +1.026=;(2131t t t 1.23632=+(3241t t t 1.23632=+;(4351t t t 1.23632=+(5461t t t 1.23632=+;(6571t t t 1.23632=+ (7681t t t 1.23632=+;(8791t t t 1.23632=+ (98101t t t 1.23632=+;(109111t t t 1.23632=+(1110121t t t 1.23632=+

19、;(2019211t t t 1.23632=+;2120t 0.89t 24.2053=+移相化簡為:12t 0.9759t +1.026=, 23t 0.9765t +2.2091=34t 0.977t +3.3663=, 45t 0.9775t +4.499= 54t 0.978t +5.6091=, 67t 0.9785t +6.698=, 78t 0.9789t +7.767=, 89t 0.9793t +8.8173=910t 0.9797t +9.8497=, 1011t 0.9801t +10.8654=1112t 0.9805t +11.8656=, 1213t 0.9809

20、t +12.8512= 1314t 0.9813t +13.8234=, 1415t 0.9816t +15.0597=1516t 0.9819t +16.0016=, 1617t 0.9822t +16.9314=1718t 0.9825t +17.8504=, 1819t 0.9828t +18.7529= 1920t 0.9831t +19.6512=, 2021t 0.9834t +20.8875=求得的解為:1t 401.6C =, 2t 410.5C =,3t 418.1C =, 4t 424.5C = 5t 429.7C=, 6t 433.6C=,7t 436.3C=, 8t 4

21、37.8C=9t 438.0C =, 10t 437.0C=,11t 434.8C=, 12t 431.4C=13t 426.7C =, 14t 420.7C=,15t 413.3C=, 16t 404.6C=17t 394.7C =, 18t 383.5C =,19t 371.2C =,20t 357.6C=,21t 342.4C=方法二:分析法(參看教材第一章第四節(jié)微分方程式為:2v2q d t 0dx+= (1邊界條件:(11f1x 0dt =-h t t dx =- (2 (2f26x dt =-h t t dx=- (3由(1式積分得vq dt x cdx =-+再積分得 2v q

22、t x cx+d2=-+ (4x 0= 時(shí),1t d=;x 0dt c dx=x = 時(shí),2v 6q t c +d2=-+;vx q dt c dx=-代入邊界條件(2、(3式,并整理得(2f2f1v 2v 21t t q /h +q /2c=/h /h -+f11cd=t h +將12f1f2v h h t t q 的值分別代入式得c=619.89C/m 、d=401.07C 將c 、d 、v q 值代入式(4得2t 2747.25x 619.89x+401.07=-+的節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)分別為1x 0=m 、2x 0.06=m 、3x 0.12=m 、4x 0.18=、5x 0.24=m 、6

23、x 0.3=m 。相應(yīng)的溫度分別為1t 401.1C =、2t 428.4C=、3t 435.9C=、4t 423.6C=、5t 391.6C=、6t 339.8C=不同方法計(jì)算溫度的結(jié)果比較CX(m 0 0.06 0.12 0.18 0.24 0.3 分析法 401.1 428.4 435.9 423.6 391.6 339.8 數(shù)值 法x m0.06 417.2 446.1 455.2 444.6 414.2 364.0 0.03 402.9 430.4 438.1 426.1 394.3 342.1 0.015401.6429.7438.0426.7394.7342.2可見:第一次步長取

24、0.06m ,結(jié)算結(jié)果的誤差大一些。步長為0.03m 時(shí)計(jì)算的結(jié)果已經(jīng)相當(dāng)準(zhǔn)確。再取步長0.015m 計(jì)算,對(duì)結(jié)果的改進(jìn)并不大。必須提醒大家的是數(shù)值計(jì)算是和計(jì)算機(jī)的發(fā)展密切相連的。人們不需要手工計(jì)算龐大的節(jié)點(diǎn)線性方程組!第五章5-13 由微分方程解求外掠平板,離前緣150mm 處的流動(dòng)邊界層及熱邊界層度,已知邊界平均溫度為60,速度為u =0.9m/s 。 解:1、以干空氣為例平均溫度為60,查附錄2干空氣的熱物性參數(shù) =18.9710-6m 2/s=1.89710-5m 2/s, Pr=0.696離前緣150mm 處Re 數(shù)應(yīng)該為x 618.9710-=u xRe 小于臨街Re,c(5510

25、, 流動(dòng)處在層流狀態(tài)x=5.0Rex1/-2115.05(0.15R e7116.5=xx 0.00889(m 8.9mm=所以,熱邊界層厚度:-=2、以水為例平均溫度為60,查附錄3飽和水的熱物性參數(shù) =4.7810-7m 2/s Pr=2.99離前緣150mm 處Re 數(shù)應(yīng)該為5x 60.47810-=u xRe 小于臨街Re,c(5510, 流動(dòng)處在層流狀態(tài)x=5.0Rex 1/-2115.05(0.15R e282427=xx 0.00141(m 1.41mm=所以,熱邊界層厚度:-=5-14 已知t f =40,t w =20,u =0.8m/s ,板長450mm ,求水掠過平板時(shí)沿

26、程x=0.1、0.2、0.3、0.45m 的局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù),并繪制在以為縱坐標(biāo),為橫坐標(biāo)的圖上。確定各點(diǎn)的平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。 解:以邊界層平均溫度確定物性參數(shù)(m wf11t t t 20+4030(C 22=+=,查附表3水的物性為:0.618W /m K=,=0.80510-6m 2/s ,Pr=5.42在沿程0.45m 處的Re 數(shù)為56R e4.47100.80510-=x該值小于臨界Re c =5105, 可見流動(dòng)還處于層流狀態(tài)。那么從前沿到x 坐標(biāo)處的平均對(duì)流換熱系數(shù)應(yīng)為3x h 2h 0.664R e P r=x x3xx=x x1 x=0.1m 時(shí)6994000.80510-

27、=xu x(2R e 99400h 0.720.722270W /m K x0.1=x局部換熱系數(shù)(2x h 1135W /m K = 2 x=0.2m 時(shí)561.9875100.80510-=xu x(2R e 198750h 0.720.721604.9W /m K x0.2=x(2x h 802.5W /m K =3 x=0.3m 時(shí)562.9814100.80510-=xu x(2R e 298140h 0.720.721310.4W /m K x0.3=x(2x h 655.2W /m K =4 x=0.45m 時(shí)56R e4.472100.80510-=x(2R e 447200h

28、 0.720.721070.1W /m K x0.45=x(2x h 535.1W /m K =2004006008001000120000.10.20.30.40.5對(duì)流換熱系數(shù)隨板長的變化第六章6-17 黃銅管式冷凝器內(nèi)徑12.6mm ,管內(nèi)水流速1.8m/s ,壁溫維持80,冷卻水進(jìn)出口溫度分別為28和34,管長l/d20,請(qǐng)用不同的關(guān)聯(lián)式計(jì)算表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。 解:常壁溫邊界條件,流體與壁面的平均溫差為(80288034t t t 48.94C ln t /t ln 8028/8034-=-冷卻水的平均溫度為(fw t t t =80-48.94=31.06C =-由附錄3查物性,水在t

29、f 及t w 下的物性參數(shù)為: t f =31時(shí), f =0.6207 W/(m K, f =7.90410-7m 2/s,Pr f =5.31, f =7.866810-4N s/m 2 t w =80時(shí), w =3.55110-4N s/m 2。所以-7f0.0126 1.8R e28700100007.90410=mfd u v水在管內(nèi)的流動(dòng)為紊流。用Dittus-Boelter 公式,液體被加熱0.80.4f Nu 0.023RePr=0.80.4f Nu 0.023287005.31.=1652(2=ffh Nu d用Siede-Tate 公式0.14f 0.81/3f w N u

30、0.027R ePr= 0.140.81/3f 7.8668N u 0.027287005.311943.551= (2=ffh Nu d6-21 管式實(shí)驗(yàn)臺(tái),管內(nèi)徑0.016m ,長為2.5m ,為不銹鋼管,通以直流電加熱管內(nèi)水流,電壓為5V ,電流為911.1A ,進(jìn)口水溫為47,水流速0.5m/s ,試求它的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)及換熱溫度差。(管子外絕熱保溫,可不考慮熱損失解:查附錄3,進(jìn)口處47水的密度為3989.22kg/m=質(zhì)量流量為2fmm=V=u r 2f m不考慮熱損失,電能全部轉(zhuǎn)化為熱能被水吸收f p f f U I m c (t t =- ff p pU I 5911.1t t

31、47mc 0.0994c =+=+水的p c 隨溫度變化不大,近似取50時(shí)的值4.174kJ/kg.K 計(jì)算ff 3p U I 5911.1t t 4758Cmc 0.0994 4.17410=+=+=常熱流邊界,水的平均溫度(475852.5C 22+=f f f t t t查附錄3飽和水物性表得:6220.53710/,65.110/(-=f f v m s W m K 3f 4.175/(,Pr 3.40,986.9/=p C K J Kg K K g m4m f 6f0.53710-=u d v采用迪圖斯-貝爾特公式0.80.4f Nu 0.023RePr=40.80.4f Nu 0.

32、023(1.4898103.481.81=21f0.016=h N u W m K d壁面常熱流時(shí),管壁溫度和水的溫度都隨管長發(fā)生變化,平均溫差w f U I t t h Ah d l=-=t (5911.110.9=t6-35 水橫向掠過5排叉排管束,管束中最窄截面處流速u=4.87m/s , 平均溫度t f =20.2,壁溫t w=25.2, 管間距12s s 1.25dd=, d = 19 mm, 求水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。解:由表6-3得知叉排5排時(shí)管排修正系數(shù)z =0.92查附錄3 得知,t f = 20.2時(shí),水的物性參數(shù)如下: f = 0.599W/(m K, f =1.00610-6

33、m 2/s, Pr f =7.02, 而t w =25.2時(shí), Pr w =6.22。所以5-7f9197821010.0610=m fu d v查表6-2(管束平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式得:0.250.2f 0.361f fz w 2Pr s N u 0.35R e Pr s = (0.250.20.36f 7.02N u 0.35919786.22= (2f fh 669.4W /m K 0.019=d例6-6 空氣橫掠叉排管束,管外經(jīng)d = 25mm, 管長l = 1.5m ,每排有20根管子,共有5排,管間距為S 1 =50mm 、管排距為S 2 = 37mm 。已知管壁溫度為t w

34、=110,空氣進(jìn)口溫度為ft 15C=,求空氣與壁面間的對(duì)流換熱系數(shù)。解:對(duì)流換熱的結(jié)果是使空氣得到熱量溫度升高,對(duì)流換熱系數(shù)一定時(shí)出口溫度就被確定了。目前不知空氣的出口溫度,可以采用假設(shè)試算的方法。先假定出口溫度為25,則流體的平均溫度f 1525t =20C2+=查物性參數(shù)6p =0.0259W /(m K;15.0610;c 1005J/(kg K-=空氣的最大體積流量為(f 33m ax 0T 273+25V =V 50005457m/h 1.516m/s T 273=空氣在最小流通截面積(2=-=-處達(dá)到最大速度m ax m inV 1.516u 2.02m /s F 0.75=m

35、ax f 6u d-=表6-3 z = 5排時(shí),修正系數(shù) z 0.92=又 12S 50 1.332S 37.5=表6-20.20.61f fz 2S N u 0.31R eS = 0.60.2f Nu 0.313353=對(duì)流換熱系數(shù)(f 2h=40.79W /m K d0.025=這樣大的對(duì)流換熱系數(shù)應(yīng)該是空氣出口溫度達(dá)到1f t (1w f pf fhA t t m c t t -=-(1w fw ff f f p 00phA t t h dlN z t t t t +t +mc V c -=(1-=1f t 15+2439C =計(jì)算的出口溫度與初步設(shè)定的值f t 25C=有差異。再設(shè)出口

36、溫度為1f t 39C=,重復(fù)上敘計(jì)算過程。f 1539t =27C2+=查物性參數(shù)6p =0.0265W /(m K;15.7210;c 1005J/(kg K-=空氣的最大體積流量為f 3m ax 0T 5000273+39V =V 1.587m/s T 3600273=最大速度m ax m inV 1.587u 2.12m /s F 0.75=m ax f 6u d15.7210-=表6-20.20.61f fz 2S N u 0.31R eS = 0.60.2f Nu 0.313365對(duì)流換熱系數(shù)(f 2h=41.82W /m K d0.025=這樣大的對(duì)流換熱系數(shù)應(yīng)該是空氣出口溫度達(dá)

37、到1f t (1w f pf fhA t t m c t t -=-(1w fw ff f f p 00phA t t h dlN z t t t t +t +mc V c -=(1-=1這個(gè)值與假定值很接近,所以出口溫度就是37.7C ,對(duì)流換熱系數(shù)為(2h=41.82W /m K。第七章7-3 水平冷凝器內(nèi),干飽和水蒸氣絕對(duì)壓強(qiáng)為 1.99105Pa ,管外徑16mm ,長為 2.5m ,已知第一排每根管的換熱量為3.05104J/s ,試確定第一排管的凝結(jié)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)及管壁溫度。 解:干飽和蒸汽在水平管外凝結(jié)。每根管的凝結(jié)熱流量(w s hA t hA t t -= (1由課本附錄查得,壓強(qiáng)Pa 51.9910對(duì)應(yīng)的飽和溫度s t=120、潛熱r=2202.3kJ /kg。計(jì)算壁溫需要首先計(jì)算對(duì)流換熱系數(shù)h 。而h 又與壁溫有關(guān)。先設(shè)定壁溫為w t =100,則凝液的平均溫度為s wt t 120100t 1102+=+=2查水的物性參數(shù)422.5910/N s m