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/(m2K)，墙壁24016.01内、外两侧的表面传热系数分别为： ， ，冬季)/(5.72KmWh )/(2KmWh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Ctf1tf2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Ctw12。已知壁的表面传热系数为 ，壁与物体间的系统辐射系数Ctf18 )/(5KmWh，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)/(.5422KmW、射冷损失的大小？13、求房屋外墙
2、的散热热流密度 q 以及它的内外表面温度 和 。已知： =360mm，室外温12度 = -10，室内温度 =18，墙的 =0.61W/(m.K),内壁表面传热系数 h1=87W/(m.K)，2 1外壁 h2=124W/(m.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。q2m16、已知两平行平壁，壁温分别为 =50， =20，辐射系数 3.96，求每平方1 2 1.2C米的辐射换热量 W/ 。若 增加到 20
3、0，辐射换热量变化了多少 ?2m1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 (W/m)，平壁 x=0的一侧绝热， x=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ft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(.m/m)。导线通过电流 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。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
4、.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: 2tabx式中 a=200，b=2000/m 2。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 =
5、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， 结构与例 2-1 相同。但已知边界条件改为第三类，即：炉墙内侧温度 =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1空气温度 =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2损失和炉墙内、外表面的温度 和 。12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
6、系数1=0.79W/(mK)，空心部分的导热系数 2=0.29W/(mK)。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 40mm。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 =300，管内蒸汽与管壁之间对流换热的表面1传热系数 h1=120W/(m.K)；周围空气温度 =25，管外壳与空气之间的表面传热系数2h2=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 2-5设管道外径 d=15mm，如
7、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 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 =171.1，周 围0流体温度 =2
8、1.1，肋片表面与周围流体之间的表面传热系数 h=141.5W/(m.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-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 1.28 W/(m.K)，若通过屋顶的散热量为 5.5x10W，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
9、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/(mK) ，灰泥的 0.58W/(mK)，硬泡沫塑料的 0.06W/(mK) ，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 =300。保温层外表而温度 =50，试1 4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
10、度 和 。2 319、一外径为 100mm，内径为 85mm 的蒸汽管道，管材的导热系数为 40W/(mK)，其内表面温 度为 180，若采用 0.053W/(mK)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 =52.3 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 ,而 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
11、高为 25mm，肋厚 为 3mm，铝材的导热系数为 140W/(mK) ，周围空气与肋表面的表面传热系数为 h752w/(m.k) 。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/(mK);（2）钢材料肋片，其 导热系数为 40W/(mK),对流换热系数 h=125W/(mK)。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=0.815W/(mk), c=0.839kJ/(kg.k), =1500kg/m, 壁内温度初始时均为一致为 18C，给定第三类边界条件：壁两侧流体温度为 8 C，流体与壁面之间的表面传热系数 h=8.15w/（m.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。
