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1、第8章辐射换热题1、试分别计算温度为 2000K和5800K的黑体的最大单色辐射力所对应的波长解：根据mT 2.8976 10 3 2.9 10 3m K一， 29 10 3T 2000 K时，m ，一0 1.45 m20003_2 9 10 3T 5800K时，m 2.9 100.50 m5800题2、试分别计算30c和300c黑体的辐射力。4T273 302解：30c时，Eb1 Cb1-5.67 478W/m2100100300c时，Eb2 Cb 三 5.67 273 3006122W/m210010035 C,发射率0.98,求题3、人体的皮肤可近似按灰体处理，假定人体皮肤温度为 人体皮
2、肤的辐射力。解：略(E 500W/m2)题4、液氧储存容器为下图所示的双壁镀银夹层结构。已知镀银夹层外壁温度TW1 20 C，内壁温度Tw2 -183 C,镀银壁的发射率0.02,试求容器壁每单位面积的辐射换热量。题4示意图 液氧储存容器解：因为容器夹层的间隙很小，本题可认为属于无限大平行平板间的辐射换热问题。 先算得两表面的绝对温度TW1 20 273 293KTW2-183 273 90K容器壁单位面积的辐射换热量可用式（8.16）计算5.674TW11004TW2100qi2445.67 2.934 0.94工，10.02 0.0224.18W/m2题5、在金属铸型中铸造馍铭合金板铸件。
3、由于铸件凝固收缩和铸型受热膨胀，铸件和铸型形成厚1mm的空气隙。已知气隙两侧铸型和铸件的温度分别为300c和600C,铸型和铸件的表面发射率分别为0.8和0.67。试求通过气隙的热流密度。已知空气在450c时的0.0548W /(m C)。解：由于气隙尺寸很小，对流难以发展而可以忽略，热量通过气隙依靠辐射换热和导 热两种方式。辐射换热量可用式（45.671008.16)计算495.671004600 2731004300 273100q121导热换热量可用式（26.12)0.6711 0.815400W / m2通过气隙的热流密度计算T 0.05480.001(600 300)216400W/
4、m2=15400+16400=31800 W/m 2题6、为了减少铸件热处理时的氧化和脱碳，采用马弗炉间接加热铸件。这种炉子有马弗罩把罩外的燃气与罩内的物料隔开，马弗罩如下图所示。 已知马弗罩的温度 T1 800 C,罩内底架上平行放置一块被加热的 1m长的金属棒材，棒材截面为 50mmK 50mm捧材表面发 射率 0.70。试求金属棒材温度T2 400 C时马弗罩对棒材的辐射换热量。题6示意图马弗炉内加热物料示意图1马弗罩；2被加热物料解：由于棒材的面积较马弗罩的面积小得多，根据公式（见教材例8.2）Qw5.674T21004立a1002其中 A 3 0.05 1 0.15m因此，当钢棒温度
5、为 400c时，所接受的辐射热为QW 5.67 0.704800 2731004400 2731000.15 6670W题7、将一长1m、直径为2cm经一般研磨的钢棒投入 1000c的加热炉内，试求将钢棒从20c加热到 500c的温度区间内所接受的平均辐射热为多少？已知钢棒表面发射率0.23解：钢棒由于吸收了热辐射，导致它的温度上升，由于钢棒的面积较炉膛的面积小得多，根据公式Qw5.674T21004T1100其中 A0.02 1 20.0220.0635m2于是钢棒投入炉内时的热辐射量为QW5.67 0.2341000 273100420 2731000.0635 2153W当温度升至500
6、c时，钢棒所接受的辐射热为QW 5.67 0.2341000 2731004500 2731000.0635 1880W因此，钢棒吸收的平均辐射热为QWQW题8、某燃烧加热室内的火焰平均温度为1000Co计算为使火焰的辐射传热增加一倍，应当使火焰燃烧的温度升高到多少？假定被燃烧的物体的平均温度为400 C,火焰及被燃烧物表面的辐射率均为定值。解：略（T 226 C）题9、计算车间内蒸汽管道外表面的辐射散热损失（见下图）已知管道保温层外径d0 583mm，外壁温度TW 48 C,室温T0 23 C。另外，可取保温材料的表面发射率为0.9。解：略(QW 275W/m2)题10、一长0.5m、宽0.
7、4m、高0.3m的小炉窑，窑顶和四周壁温度为 300 C,发射率为 0.8;窑顶温度为150C,发射率为0.6.试计算窑顶和四周壁面对底面的辐射产热量。（提示:炉窑有6个面，但窑顶及四周壁面的温度和发射率相同，可视为表面 1,而把底面作为表面 2）.6 小 ?aS77777777777)Yf题10示意图解：本题属于有两个表面组成的封闭系统（见教材图8.6（c）.可用公式（8.19 ）求解。此情况下角系数211,12A2/A1。由题给条件，得2A10.4 0.5 0.4 0.3 0.2 0.5 0.3 0.2 0.74m10.82A20.4 0.5 0.2m220.621 1,12A2/A10.
8、2/0.74 0.27。于是，窑顶和四周壁面对底面的辐射传热量为Ql2Ti100三1004A22144Ti三100100215.673002731501001112112731000.2 121496W1110.27 1110.80.6题11、某燃气轮机燃烧室壁面保持500C,燃气温度为1000c，燃气对包壁辐射的发射率g0.119,燃烧室内壁可视为发射率为0.8的灰体，试计算燃气与每单位包壁面积的辐射换热量。解：本题为气体与固体壁面间的辐射换热，可直接用公式（8.32）求解44Q Cb TgTwA 111 100100g w14868W/m245.671000 273500 27311110
9、01000.119 0.8题12、两块无限大的平行平板，其发射率均为0.6,温度分别为 6489c和426.6C,两5平板间充满了压力为1.013 10 Pa的CO2气体，已知两平板 间距为76.2mm时的CO20.13试求两个平板间每平方米面积的辐射换热量。解：由 QW1,gQW2,g4有取1004Tg100Tg1004TW2100解得 Tg g833K本题为气体与固体壁面间的辐射换热,可直接用公式（8.32)求解Q CbA工工1g wTg1001005.67 111Tg1001005.67 18337000.67742414 1635W7.7 1.67 1 100100题13、两块平行放置
10、的钢板，其间距远小于长和宽，已知钢板的温度分别为500c和25C,黑度均为0.8。若将钢板视为灰体，试计算:(1)钢板两表面的自身辐射;(2)钢板两表面向的辐射换热0解:(1)温度为500c的钢板的辐射力为:4ECb 0.8 5.6751004773.1510016000W / m2温度为25c的钢板的辐射力为:ECb工1000.8 5.675298.15100358.8W/m2(2)两平板平行放置,121, 21Cb 1110.85.6750.83.78则两平板间的辐射换热为:4CQ12 T1q12 c 导A100丁21003.78773.151004298.15313.21 101002W
11、/m题14、某一辐射换热器，内径1.2m长2.5m内表面黑度为0.85,壁面温度为650C,流过烟气温度为950 C ,烟气黑度为0.149 ,求辐射换热量。解：略(Q 1.173 105W)题1S 一敞口面积为2m的钢液包，满钢水后，装有200t的钢液。已知开始 液面温度为1600C,钢液表面黑度为0.35,钢液平均热容为700J/(kg C).试计算：（1）开始瞬间钢包口辐射散热为多少？ （ 2）开始时钢液因辐射引起的降温速率为多少?解：（1）开始瞬间钢包口辐射散热为:44T1600 2735QCbA 0.35 5.675 2 4.89 10 W100100（2）开始时钢液因辐射引起的降温
12、速率为:dT Q_5489 105dt mcP 200 103 7000.35 C/s题16、外径d=1m的热风管外表面温度为227C,置于露天环境中，环境温1.8mx度为27c时该热风管每米管长的辐射散热量为多少？如果把风管放在1.8m的砖柱中，砖柱内表面温度还是 27C,风管散热量又是多少？设管表面、砖表面的黑度均为0.8,比较计算结果。解：（1）热风管每米管长的辐射散热量为QCb_44T227 273 A 0.8 5.675 1001008910W（2）由于砖柱内表面与热风管外表面相接触，故1221 1,按式（8.16）计算Cb110.85.6750.83.78辐射换热为:Q12C 导1
13、00丁21001.173 105 W与（1）相比，辐射散热量减少了。题17、把一燃烧室简化为直径为1m,高2m的封闭空间，其平均壁温Tw 800K,燃气平均温度Tw 1300K, g 0.149, w 1。试确定燃气与燃烧室内 表面的辐射换热量。解：略（Q 1.30 105W）题18、一电炉的电功率为1kw,炉丝温度为847C ,直径为1mm电炉的效 率（辐射功率与电功率之比）为 0.95 ,试确定炉丝应多长？解：略（l 3.39m）题19、设保温瓶的瓶胆可以看作直径为10cm高位26cm的圆柱体，夹层抽真空，夹层两内表面发射率均为0.05.试计算沸水刚注入瓶胆后，初始时刻水温的平均下降速率。夹层两壁壁温可近似地取为100c和20Co解：由于夹层间隔很小，所以夹层两表面可以看作式面积相等的，则12211 ，C导0.14550.1 0.265.675,10.05 0.05两内表面的辐射换热率为:Q12C导1004T210044100 27320 2730.1455 0.251 W查附录得100c时,
