《冶金传输原理热量传输试题库》由会员分享，可在线阅读，更多相关《冶金传输原理热量传输试题库（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
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九m解：根据九 T 二 2.8976 x 10-3 二 2.9 x 10-3 m K m题2、试分别计算30C和300C黑体的辐射力。解:30C时，Eb1=CbJ100J L 5.67 xf 竺聖)100 丿4=478W / m 2300C 时，Eb2=CbJ100=5.67 x(273+300100 丿4=6122W / m 2题3、人体的皮肤可近似按灰体处理，假定人体皮肤温度为35C，发射率* = .9&求 人体皮肤的辐射力。解：略(E 二 500W/m2)题 4、液氧储存容器为下图所示的双壁镀银
2、夹层结构。已知镀银夹层外壁温度T二20OC,内壁温度T =-183。镀银壁的发射率* = 0.02,试求容器壁每单位面积的W1 W2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容器壁单位面积的辐射换热量可用式（8.16）计算题5、在金属铸型中铸造镍铬合金板铸件。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时的九=0.0548W /(m O
3、C )o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（8.16）计算5.67(T、11100 丿5.67x(600+273 (300+273q12 =100 丿 J11 :+ 10.670.8100 丿= 15400W /m211+ 1 *12 导热换热量可用式（6.12）计算通过气隙的热流密度=15400+16400=31800 W/m2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 = 800oc, 罩内底架上平行放置一块被加热的1m
4、长的金属棒材，棒材截面为50mmX 50mm,棒材表面发 射率二0.70。试求金属棒材温度T二400oC时马弗罩对棒材的辐射换热量。2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）其中 A = 3 x 0.05 x 1 = 0.15m 2因此，当钢棒温度为400C时，所接受的辐射热为题7、将一根长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
5、面积较炉膛的面积小得 多，根据公式（0 02A 2其中 A = x 0.02 x 1 + 2k x = 0.0635m2I 2丿于是钢棒投入炉内时的热辐射量为当温度升至500C时，钢棒所接受的辐射热为 因此，钢棒吸收的平均辐射热为题8、某燃烧加热室内的火焰平均温度为1000C。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400C，火焰及被燃烧 物表面的辐射率均为定值。解：略（AT = 226OC）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d = 583mm,外壁温度T = 48OC,室温T = 23C。另外，可取
6、保温材料的表面发射率为 0 W 00.9。题9 示意图解：略 （Q = 275W / m2）W题10、一长0.5m、宽0.4m、高0.3m的小炉窑，窑顶和四周壁温度为300C，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）.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& 6 （c）.可用公式（8.19）求 解。此情况下角系数申=1，申=A / A。21 12 2 1由题给条件，得于是，窑顶和四周壁面对底面的辐射传热量为题11、某燃气轮
7、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 =0.119,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 g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648.9C和426.6C，两平板间充满了压力为1.013 X105 Pa的co2气体，已知两平板间距为76.2mm时的二013。试求两个平板间每平方米面积的辐射换热量。CO2(T )4(T )4(T )4(T )ggW 21100 JL100 JL100 J1100 丿解：由Q 二QW1,gW 2
8、,g4有解得T二833Kg本题为气体与固体壁面间的辐射换热，可直接用公式(8.32)求解题 13、两块平行放置的钢板，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) 钢板两表面间的辐射换热。解: (1)温度为500C的钢板的辐射力为:温度为25C的钢板的辐射力为：(2)两平板平行放置，甲二1,二1，故12 21则两平板间的辐射换热为：题14、某一辐射换热器，内径12m，长2.5m,内表面黑度为0.85，壁面温度 为650C，流过烟气温度为950C，烟气黑度为0.149，求辐射换热量。解：略(Q = 1.
9、173x 105W)题15、一敞口面积为2m2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：（2）开始时钢液因辐射引起的降温速率为：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 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1.8mX 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
10、较计算结果。解：（1）热风管每米管长的辐射散热量为（2）由于砖柱内表面与热风管外表面相接触，故 =申二1，按式（8.16）12 21计算辐射换热为： 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lm,高2m的封闭空间，其平均壁温T二800K,燃气平均温度T二1300K, 8二0.149,s二1。试确定燃气与燃烧室内 W W g W表面的辐射换热量。解：略（Q 二 1.30x 105W）题18、一电炉的电功率为lkw，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
11、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20C。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5.675=0.1455+-10.05 0.05c 二 4.220kJ / kg 。CP解：先求角系数 912120= 0.5, 9=1,所以CQ =9 二1, C =下112 21 导 1 1 + -18 812两内表面的辐射换热率为：查附录得 10OC 时，p = 958.4kg / m3,根据热平衡有 因此题 20 、两 块相距很近 的相 互平 行的大平板 1 和 2， 温度分别 保持T = 577OC,T = ZTC。表面黑度分别为0.5, 0.7,试求单位面积辐射换热量Q.12解：已知 T = 577OC,T = 27OC, 8 = 0.5,8 = 0.7, A = 1m2，则1 2 1 2因此单位面积辐射换热率为：题 21、冷藏瓶由真空玻璃夹层所组成,在夹层的量相对面上镀银,黑度为0.05。内层壁的外径120mm,温度为0C；外层壁的内径为240mm,壁温为27C。 玻璃夹层高200mm。如果不计瓶口的导热损失，试求由于辐射换热冷藏瓶每小时 传热量。玻璃夹层的辐射换热率为： 因此由于辐射换热冷藏瓶每小时的传热量
