冶金傳輸原理-熱量傳輸-第8章-試題庫(kù)學(xué)習(xí)資料

第8章輻射換熱題1、試分別計(jì)算溫度為2000K和5800K的黑體的最大單色輻射力所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)。解：根據(jù)題2、試分別計(jì)算30℃和300解：30℃時(shí)，300℃時(shí)，題3、人體的皮膚可近似按灰體處理，假定人體皮膚溫度為35℃，發(fā)射率求人體皮膚的輻射力。解：略題4、液氧儲(chǔ)存容器為下圖所示的雙壁鍍銀夾層結(jié)構(gòu)。已知鍍銀夾層外壁溫度內(nèi)壁溫度鍍銀壁的發(fā)射率試求容器壁每單位面積的輻射換熱量。題4示意圖液氧儲(chǔ)存容器解：因?yàn)槿萜鲓A層的間隙很小，本題可認(rèn)為屬于無(wú)限大平行平板間的輻射換熱問(wèn)題。先算得兩表面的絕對(duì)溫度容器壁單位面積的輻射換熱量可用式（8.16）計(jì)算題5、在金屬鑄型中鑄造鎳鉻合金板鑄件。由于鑄件凝固收縮和鑄型受熱膨脹，鑄件和鑄型形成厚1mm的空氣隙。已知?dú)庀秲蓚?cè)鑄型和鑄件的溫度分別為300℃和600℃，鑄型和鑄件的表面發(fā)射率分別為0.8和0.67。試求通過(guò)氣隙的熱流密度。已知空氣在450解：由于氣隙尺寸很小，對(duì)流難以發(fā)展而可以忽略，熱量通過(guò)氣隙依靠輻射換熱和導(dǎo)熱兩種方式。輻射換熱量可用式（8.16）計(jì)算導(dǎo)熱換熱量可用式（6.12）計(jì)算通過(guò)氣隙的熱流密度=15400+16400=31800W/m2題6、為了減少鑄件熱處理時(shí)的氧化和脫碳，采用馬弗爐間接加熱鑄件。這種爐子有馬弗罩把罩外的燃?xì)馀c罩內(nèi)的物料隔開，馬弗罩如下圖所示。已知馬弗罩的溫度罩內(nèi)底架上平行放置一塊被加熱的1m長(zhǎng)的金屬棒材，棒材截面為50mm×50mm,棒材表面發(fā)射率試求金屬棒材溫度時(shí)馬弗罩對(duì)棒材的輻射換熱量。題6示意圖馬弗爐內(nèi)加熱物料示意圖1—馬弗罩；2—被加熱物料解：由于棒材的面積較馬弗罩的面積小得多，根據(jù)公式（見教材例8.2）其中因此，當(dāng)鋼棒溫度為400℃題7、將一根長(zhǎng)1m、直徑為2cm經(jīng)一般研磨的鋼棒投入1000℃的加熱爐內(nèi)，試求將鋼棒從20℃加熱到500℃解：鋼棒由于吸收了熱輻射，導(dǎo)致它的溫度上升，由于鋼棒的面積較爐膛的面積小得多，根據(jù)公式其中于是鋼棒投入爐內(nèi)時(shí)的熱輻射量為當(dāng)溫度升至500℃因此，鋼棒吸收的平均輻射熱為題8、某燃燒加熱室內(nèi)的火焰平均溫度為1000℃。計(jì)算為使火焰的輻射傳熱增加一倍，應(yīng)當(dāng)使火焰燃燒的溫度升高到多少？假定被燃燒的物體的平均溫度為400解：略題9、計(jì)算車間內(nèi)蒸汽管道外表面的輻射散熱損失（見下圖）已知管道保溫層外徑外壁溫度室溫另外，可取保溫材料的表面發(fā)射率為0.9。題9示意圖解：略題10、一長(zhǎng)0.5m、寬0.4m、高0.3m的小爐窯，窯頂和四周壁溫度為300℃，發(fā)射率為0.8；窯頂溫度為150題10示意圖解：本題屬于有兩個(gè)表面組成的封閉系統(tǒng)（見教材圖8.6（c））.可用公式（8.19）求解。此情況下角系數(shù)由題給條件，得于是，窯頂和四周壁面對(duì)底面的輻射傳熱量為題11、某燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室壁面保持500℃，燃?xì)鉁囟葹?000℃，燃?xì)鈱?duì)包壁輻射的發(fā)射率解：本題為氣體與固體壁面間的輻射換熱，可直接用公式（8.32）求解題12、兩塊無(wú)限大的平行平板，其發(fā)射率均為0.6，溫度分別為648.9℃和426.6℃，兩平板間充滿了壓力為的CO2氣體，已知兩平板間距為76.2mm時(shí)的試求兩個(gè)平板間每平方米面積的輻射換熱量。解：由有解得本題為氣體與固體壁面間的輻射換熱，可直接用公式（8.32）求解題13、兩塊平行放置的鋼板，其間距遠(yuǎn)小于長(zhǎng)和寬，已知鋼板的溫度分別為500℃和25鋼板兩表面的自身輻射；鋼板兩表面間的輻射換熱。解：（1）溫度為500℃溫度為25℃（2）兩平板平行放置，，故則兩平板間的輻射換熱為：題14、某一輻射換熱器，內(nèi)徑1.2m,長(zhǎng)2.5m,內(nèi)表面黑度為0.85，壁面溫度為650℃，流過(guò)煙氣溫度為950解：略題15、一敞口面積為2m2的鋼液包，滿鋼水后，裝有200t的鋼液。已知開始液面溫度為1600℃，鋼液表面黑度為0.35，鋼液平均熱容為700J/(kg解：（1）開始瞬間鋼包口輻射散熱為：（2）開始時(shí)鋼液因輻射引起的降溫速率為：題16、外徑d=1m的熱風(fēng)管外表面溫度為227℃，置于露天環(huán)境中，環(huán)境溫度為27℃時(shí)該熱風(fēng)管每米管長(zhǎng)的輻射散熱量為多少？如果把風(fēng)管放在1.8m×1.8m的磚柱中，磚柱內(nèi)表面溫度還是解：（1）熱風(fēng)管每米管長(zhǎng)的輻射散熱量為（2）由于磚柱內(nèi)表面與熱風(fēng)管外表面相接觸，故，按式（8.16）計(jì)算輻射換熱為：與（1）相比，輻射散熱量減少了。題17、把一燃燒室簡(jiǎn)化為直徑為1m,高2m的封閉空間，其平均壁溫燃?xì)馄骄鶞囟仍嚧_定燃?xì)馀c燃燒室內(nèi)表面的輻射換熱量。解：略題18、一電爐的電功率為1kw，爐絲溫度為847℃，直徑為1mm解：略題19、設(shè)保溫瓶的瓶膽可以看作直徑為10cm、高位26cm的圓柱體，夾層抽真空，夾層兩內(nèi)表面發(fā)射率均為0.05.試計(jì)算沸水剛注入瓶膽后，初始時(shí)刻水溫的平均下降速率。夾層兩壁壁溫可近似地取為100℃和20解：由于夾層間隔很小，所以?shī)A層兩表面可以看作式面積相等的，則，兩內(nèi)表面的輻射換熱率為：查附錄得100℃時(shí)，，根據(jù)熱平衡有因此題20、兩塊相距很近的相互平行的大平板1和2，溫度分別保持,。表面黑度分別為0.5，0.7，試求單位面積輻射換熱量Q.解：已知，則因此單位面積輻射換熱率為：題21、冷藏瓶由真空玻璃夾層