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1、10-1某窖某窖炉炉侧墙高高3m，总长12m，炉炉墙外壁外壁温温t w=170。已。已知周知周围空空气温气温度度t f=30，试求此求此侧墙的自然的自然对流散流散热量（量（热流量）流量）解：定性温度解：定性温度定性温度下空气的物理参数：由表10-2知垂直平板自然对流时特征尺寸为墙高 h=3m，则：12查表10-2，得 c=0.10，n=1/3侧墙自然对流散热量为：310-2一根一根L/d=10L/d=10的金属柱体，从加热炉中取出置于静止的空气中冷却。的金属柱体，从加热炉中取出置于静止的空气中冷却。试问：从加速冷却的目的出发，柱体应水平还是竖直放置（辐射散热相同）试问：从加速冷却的目的出发，柱
2、体应水平还是竖直放置（辐射散热相同）？试估算开始冷却的瞬间两种情况下自然对流表面传热系数之比（均为层流）？试估算开始冷却的瞬间两种情况下自然对流表面传热系数之比（均为层流）解：在开始冷却的瞬间，可以设初始温度为壁温，因而两种情形下壁面温度相同。水平放置时，特征尺寸为柱体外径；竖直放置时，特征尺寸为圆柱长度，Ld。近似地采用稳态工况下获得的准则式来比较两种情况下自然对流表面传热系数，则有：(1)水平放置.4(2)竖直放置.由此可知：对给定情形，水平放置时冷却比较快5解：定性温度定性温度下空气的物理参数：由表10-2知特征尺寸热面朝上：10-3一热工件的热面朝上向空气散热。工件长一热工件的热面朝上
3、向空气散热。工件长500mm500mm，宽，宽200mm200mm，工件表面温度，工件表面温度220220，室温，室温2020，试求工件热面，试求工件热面自然自然对流的表面传热系数对流的表面传热系数6故为湍流。查表得7解：热面朝下：为层流，由表10-2知10-4上题中若工件热面朝下散热，试求工件热上题中若工件热面朝下散热，试求工件热面自然对流表面传热系数面自然对流表面传热系数8解：定性温度定性温度下空气的物性参数为：依题应为垂直安装，则特征尺寸为H=42 m.为湍流.10-5有一热风炉外径有一热风炉外径D=7mD=7m，高，高H=42mH=42m，当其外表面温度，当其外表面温度为为200200
4、，与环境温度之差为，与环境温度之差为4040，求自然对流散热量，求自然对流散热量9查表得自然对流散热量为自然对流散热量为10解：定性温度对于空气(1).查附录计算得，对于空气(2).对于水10-7在外掠平板换热问题中，试计算在外掠平板换热问题中，试计算2525的空气及水达到临界的空气及水达到临界雷诺数各自所需的板长，取流速雷诺数各自所需的板长，取流速v=1m/sv=1m/s计算，平板表面温度计算，平板表面温度10010011解：采用试算法,假设管外侧壁温为60，则定性温度为 查附录F得10-8在稳态工作条件下，在稳态工作条件下，2020的空气以的空气以10m/s10m/s的速度横掠外径为的速度
5、横掠外径为50mm50mm，管长为，管长为3m3m的圆管后，温度增至的圆管后，温度增至4040。已知横管内匀布电热器消耗的功。已知横管内匀布电热器消耗的功率率为为1560W1560W，试求横管外侧壁温，试求横管外侧壁温12由此可知与假设外侧壁温不符，故重新假设，设壁温为80，则定性温度为由通用准则式知13查附录F得14与假设温度误差小于5%，是可取的。即壁面温度为79.80.15解：（方法一）为强制对流，定性温度为流体平均温度查附录F得为旺盛湍流。由于流体温差较大应考虑不均匀物性的影响，应采用实验准则式（10-23或24）计算Nuf10-10压力为压力为1.013*101.013*105 5P
6、aPa的空气在内径为的空气在内径为76mm76mm的直管内强制流动，的直管内强制流动，入口温度为入口温度为6565，入口体积流量为，入口体积流量为0.022m0.022m3 3/s/s，管壁平均温度为，管壁平均温度为180180，试，试问将空气加热到问将空气加热到115115所需管长为多少？所需管长为多少？16质量流量为17需热量为18入口段修正系数为LOGO（方法二）定性温度为流体平均温度，查附录F得，在入口温度下LOGO故进口质量流量：先按 计，LOGO空气在115 时，65 时，故加热空气所需热量为：由大温差修正关系式得：LOGO需进行短管修正所需管长为2.96/1.0775=2.75m所需管长：19解：定性温度查附录D得到:查附录F得到：依题意强制对流为湍流且 相同。10-12管内强制对流湍流时的换热，若管内强制对流湍流时的换热，若Re相同，在相同，在tf=30条件下水的表面传热系数比空气的高多少倍？条件下水的表面传热系数比空气的高多少倍？20在该条件下，水的表面传热系数比空气高52.46倍。