工程传热学 答案 华中科大 许国良

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1、工程传热学 答案 华中科大 许国良工程传热学习题解析 华中科大许国良版 适用于以下版本教材 1-4解: d0.03R=1.310-4K/W Al2.5245 F=lADtd=452.52100-80=150KW 0.03F150103=30KW/m2 q=A2.521-7 解：q=tf1-tf21d1+h1lh2=20-5=63W/m2 10.0031+5.50.520 Q=Aq=113.5W R= d0.003=3.310-3K/W Al1.21.50.511=0.101K/W Ah11.21.55.511=27.810-3K/W Ah21.21.5201-17 解：若处于稳定工况，则 44

2、 F=eAs(tw1-tw2)=Ald(tw2-tw3) tw3=tw2=11.5 44eds(tw-t1.00.15.6710-8(3004-2854)1w2)-=285- l17.5=284.5K1-19 解：q=t1-t2100-10=257.1W/m2 d10.41+lh1.61021 按题意 Dtq r墙+r保则r保Dt1300-300.02-r墙=-=0.6786 q18301.3则d保l保r保=0.110.6786=0.07465=74.65mm 2-4 根据稳态热平衡应有： tf1-tf21dAdB1+h1lAlBh2=tw-tf2 1h2m,dA=0.0793m 由此解得：d

3、B=0.03962-10 r1=40mmr2=40+d1=45.5mmr3=40+d1+d2=90.5mmr4=40+d1+d2+d3=110.5mmF=2p(t1-t4)rrrln(2)ln(3)ln(4)r3r1r2+l1l2l3=23.14(250-30)45.590.5110.5lnlnln40+45.5+90.5450.250.12=312.77W/m 2-17 I2R=F=hpdL(tw-t) L710-71-2R=r=9.90810WAp(0.0015)2故热平衡为 (180)29.90810-2=3000p(310-3)(tw-100) 由此解得tw=213.5 导线中心的温度

4、为 I2R20.0015Fr2p(0.0015)2ti=+tw=+213.5 4l419=226.94 3-1 解：时间常数ts=2rcVhA，已知rcVA=2.094 当h=58W/(mK)时，ts1=2.094103/58=36.1s 当h=116W/(mK)时，ts2=2.094103/116=18.05s 过余温度q2=q0e-t/ts=-300e-t/ts q ts2=18.05s 0 ts1=36.1st q0=-300 3-3解： 根据能量守恒原理，有rcVdt=qA-hA(t-t) dt对单位面积而言，其体积为V=AS=110mm=0.01m3 代入其它参数，可得 78000.

5、471030.0136660dt=100-70(t-20) dtdt=-70(t-150/7) dtdt7=-(t-150/7) dt3666td(t-150/7)7=-dt 分离变量积分t-150/7366630007t 3666令t=180t=218.975 ln(t-150/7)|t300=-3-7解：首先判断能否用集总参数法求解 tVpR2lRl0.0020.01-3=0.9110m 2A2pRl+pR2(l+0.5R)2(0.01+0.001)Biv=h(V/A)850.9110-3=9.510-3492.4,即ltrc(V/A)2492.4 t94.4s 3-12解： l铝=236

6、W/(mK) d2=0.029660.1 h Biv=l满足集总参数法条件。 q=exp(-BivFov) qo180-90=exp(-0.02966Fo) 400-90Fo=41.7t=10.8s 42解：由外掠平板流动的动量微分方程 uu2uu+v=v2 xyy由于uu,xx,yd，而由连续性方程 uv+=0 xy可知vud，因此动量微分方程式中各项的数量级如下： xuuuuu,d,v2 xxdd在边界层内，粘性力项与惯性力项具有相同的数量级，也就是： 2uuv xd2即d2x2vux，所以dx1Rex4-3，解：三种情况下的温度分布曲线如下所示： y 1 2 qw1=qw2 qw1=2q

7、w2 qw1=0 t 4-14解：lgNu=lgC+nlgRe+1/3lgPr lgRe lgPr lgNu 3.699 0.342 1.613 4.301 0.591 2.097 4.613 -0.155 2.068 4.954 -0.155 2.305 求出了三个n值，然后取平均值。 n1=0.666,n2=0.705,n3=0.695 平均值n=0.689 求出四个C值，然后取平均值。 C1=0.089,C2=0.086,C3=0.087,C4=0.088 平均值C=0.088 不行，两现象不相似，故不能使用相同的准则关系式。 um4-15解：根据题意，Nu=CRePr，即hll=C(ulmn)Pr v考虑到C，m,n为常数，物性也为常数，因此hl(ul)m 可以根据试验结果确定m的值， h1l1(u1l1)m代入数据，得出m=0.782 =h2l2(u2l2)m当l=1m,u=15m/s时，h=h1l1(ulm)/l=34.3W/(m2K) u1l1ulm)/l=42.95W/(m2K) u1l1当l=1m,u=20m/s时，h=h1l1(