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1、315 一种火焰报警器采用低熔点的金属丝作为传热元件，当该导线受火焰或高温烟气的作用而熔断时报警系统即被触发，一报警系统的熔点为 5000C， )/(21KmW，3/720mkg， )/(420KkgJc，初始温度为 250C。问当它突然受到 6500C 烟气加热后，为在 1min 内发生报警讯号，导线的直径应限在多少以下？设复合换热器的表面换热系数为 )/(12W。解：采用集总参数法得： )exp(0cvhA，要使元件报警则 C05652，代入数据得 D0.669mm验证 Bi 数： 05.109.4)/( 3hDAVBi，故可采用集总参数法。331 一火箭发动机喷管，壁厚为 9mm，出世温
2、度为 300C。在进行静推力试验时，温度为1 7500C 的高温燃气送于该喷管，燃气与壁面间的表面传热系数为 )/(95012KmW。喷管材料的密度 3/408mkg，导热系数为 )/(6.24k， 6kgJc。假设喷管因直径与厚度之比较大而可视为平壁，且外侧可作绝热处理，试确定：（1） 为使喷管的最高温度不超过材料允许的温度而能允许的运行时间；（2） 在所允许的时间的终了时刻，壁面中的最大温差；（3） 在上述时刻壁面中的平均温度梯度与最大温度梯度。 93.0cosin2l465.17503)1(92.110FohBim解 ：mCxxdxt mChtsFocmxm /6532)1769.0(c
3、os09.15231)(cos)cs(1/49)3( 9.23)761.0cos1)(750()2( 5.1 000ma 0max22 无限长圆管61 、在一台缩小成为实物 1/8 的模型中，用 200C 的空气来模拟实物中平均温度为2000C 空气的加热过程。实物中空气的平均流速为 6.03m/s，问模型中的流速应为若干？若模型中的平均表面传热系数为 195W/(m2K)，求相应实物中的值。在这一实物中，模型与实物中流体的 Pr 数并不严格相等，你认为这样的模化试验有无实用价值？ 用 价 值 的 。这 样 的 模 化 试 验 是 有 实 分 相 近数 并 不 严 格 相 等 ， 但 十型 与
4、 流 体 的上 述 模 化 试 验 ， 虽 然 模得 ：又由 ： 时 的 物 性 参 数 为 ：和空 气 在 应 相 等实 物 中 的根 据 相 似 理 论 ， 模 型 与解 ： Pr)/(9.365.2819)( /8.0.34065)( 680.Pr,/193.,/18.3420 73052065C2Re2122212 226 111 KmWlhNuslul KmWsmCl 68、已知：一常物性的流体同时流过温度与之不同的两根直管 1 与 2，且 21d，流动与换热已处于湍流充分发展区域。求：下列两种情形下两管内平均表面传热系数的相对大小：（1）流体以同样流速流过两管：（2）流体以同样的质
5、量流量流过两管。解：设流体是被加热的，则以式（5-54）为基础来分析时，有： 2.04.6.hucp，对一种情形， 2121,du，故：%7.281.8.12.0212.018.2.0218.21 dufdudh。若流体被冷却，因 Pr 数不进入 h 之比的表达式，上述分析仍有效。6-19、已知：水以 1.2m/s 平均速度流入内径为 20mm 的长直管。 （1）管子壁温为 75，水从 20加热到 70；（2）管子壁温为 15，水从 70冷却到 20。求：两种情形下的表面传热系数，并讨论造成差别的原因。解： smw/.1 md02.（1）45)70(ft17.39616.2Re6vudf08.
6、40.80.43ePr25395218.fffN)/(.5kmWdhum （2） 6.173962.3.08.03.08.reR)/(5.2.164912m 因为加热，近壁处温度高，流体粘度减小，对传热有强化作用，冷却时，近壁处温度低，流体粘度增加，对传热有减弱作用。6-70、已知：对燃气轮机叶片冷却的模拟实验表明，当温度 35t1的气流以su/601的速度吹过特征长度 ml15.0、壁温 01wt的叶片时，换热量为1500W。现在有第二种工况： 3t2、 su/42、 ml2.、 402wt。两种情况下叶片均可作为二维问题处理，计算可对单位长度叶片进行。求：第二种工况下叶片与气流间所交换的热
7、量。解：2122112121 ,5.04Re,5.06e,h tA，67.,Re12122lhNu即。对二维问题换热面积正比于线形尺度（即以单位长度叶片作比较） ，因而有：W12650.,5.3045.67.0212 。8-1、一电炉的电功率为 1KW，炉丝温度为 847，直径为 1mm。电炉的效率为 0.96。试确定所需炉丝的最短长度。解：5.67341096.108723dL得 L=3.61m9-6、 试用简捷方法确定本题附图中的角系数 X1,2。2,1,2,12,11,21,2()3/40.()0.5(3)0.5/4.XARXARX解 ： 因 为 因 为参 考 （ ） ， 具 有 对 称
8、 性 ， 假 设 在 球 得 顶 面 有 另 一 块无 限 大 平 板 存 在 ， 由 对 称 性 知9-35 设有如附图所示的几何体，半球表面是绝热的，底面被一直径（D0.2 m）分为 1、2两部分。表面 1 为灰体， 1150K.35T， ；表面 2 为黑体，T2=330 。试计算表面 1 的净辐射损失及表面 3 的温度。解：网络图如下：212,33,11,3,21,3,2234212 0.50.5/.3.10.15780.65.7().W/m.70bRXXADRE 213,13,212 2334330.518.3m76.58.47.18.W62.43./m().K10bbbAXERETQ
9、表 面 的 净 辐 射 损 失 ：由又 。1，2 表面间的辐射换热量是由于绝热表面 3 的存在而引起的。10-9、已知 CttCtt 201023211 ，试计算下列流动布置时换热器的对数平均温差：（1） 逆流布置；（2） 一次交叉，两种流体均不混合；（3） 12 型壳管式，热流体在壳侧；（4） 24 型壳管式，热流体在壳侧；（5） 顺流布置。CtttRtPCttttmrmr 2.895.0145.0)3( .6.9.79.01235.012)2( 9.104)/ln()/ln(23012121211 查 得， 图由 参 考 文 献 查 得， 图由 参 考 文 献）解 ： （ Cttttrmrm 4.63)10/2ln()/l(3)5( 8.1097.10497.612查 得， 图由 参 考 文 献
