r2?Q?11100???? t2?t1?ln?170?59.312ln???60.59℃ ??L?2??1r1??2??0.0650?
5-7 水在φ38×1.5mm的管内流动，流速为1m/s，水的进、出口温度分别为15℃及80℃。试求水与管壁间的对流传热系数。
13解：在定性温度tm??15?80??47.5℃下水的物理性质为??989.13 kgm
2
mPa?S ?=0.644Cp=4.174 kJ?kg?K? ?=0.57 5 W5?m?K?
35?10?3?1?989.1344 Re? 湍流 ??6.0208?10?10?3?0.575?10du?4.174?103?0.575?10?3??3.7239 Pr??0.6445Cp??0.64454??0.023Re0.8Pr0.4?0.023??6.0208?10d 35?10?3 ?4775.3Wm2?K??0.8??3.7239?0.4??
5-8 空气以4m/s的流速通过直径为φ75.5×3.75mm的钢管，管长20m。空气的入口及出口温度分别为32℃及68℃。试计算空气与管内壁间的对流传热系数。如空气流速增加一倍，其它条件不变，对流传热系数为多少？
1解：在定性温度tm??32?68??50℃下空气的物理性质为：??1.093kgm3
2
Cp=1.005 kJ?kg?K? ?=19.6?Pa?S ?=0.0283W?m?K?
du?68?10?3?4?1.09344 Re? 湍流 ??1.5168?10?10?6?19.6?101.005?103?19.6?10?6??0.696 Pr??0.0283Cp??0.80.40.02834??0.023RePr?0.023??1.5168?10d 68?10?3 ?18.315Wm2?K??0.8??0.696?0.4??
当其他条件不变，空气流速增加一倍时，有?0.8?u0.8
所以 ? ??
?u ?0.82???2?18.315?31.888Wm?K?u???
5-9 一列管换热器，其蒸汽在管间冷凝，冷却水在管内流动，其流速为0.25m/s，进出口温度分别为15℃及45℃，列管直径为φ25×2.5mm。试求水对管壁的对流传热系数。
13解：在定性温度tm??15?45??30℃下水的物理性质为 ??995.7 kgm
2
mPa?S ?=0.61 WCp=4.174 kJ?kg?K? ?=0.80 18?m?K?
Re?du??Cp??0.02?0.25?995.734?6.215?10?10 属于过渡流
?30.801?104.174?103?0.801?10?3??5.410 Pr??0.618
??0.023Re?0.8d ?1512.6Wm2?KPr0.4??0.618?0.023??6.215?1030.02??0.8??5.410?0.4
校正系数
? 则 ? '?f??0.9109?1512.6?1377.8W?m1.86?1056?105f?1??1?1.8Re6.215?103??0.9109
2?K3?
5-10 现用一蛇管换热器冷却某液体，该液体流量为3m为50℃及20℃，在平均温度下该液体的密度为1200kg比热为3.77
h，进口温度和出口温度分别
m3，粘度为2.2?10?3Pa?S，
KJ?kg?K?，导热系数为
0.558W?m?K?。蛇管的直径为φ45×3.5mm，
平均圈径为0.6m，液体在蛇管内流动。试求该液体的对流传热系数。 解：
u?VV4?3???0.7348ms
2A?2??0.038?3600d438?10?3?0.7348?120044 Re? 湍流 ??1.5230?10?10?3?2.2?10du?3.77?103?2.2?10?3 Pr? ??14.864?0.558Cp??0.5584??0.023Re0.8Pr0.4?0.023??1.5230?10d 38?10?3 ?1684Wm2?K??0.8??14.864?0.3??
校正 ? '
d?0.038???2???1?1.77??1684?1?1.77??2061.55Wm?KR?0.3?????
5-11 有一套管换热器，内管为φ25×1mm，外管为φ38×1.5mm。冷却水在环隙流动，以冷却管内的高温气体。水的进、出口温度分别为20℃及40℃。试求环隙内水的对流传热系数。（水的流量为1700kg/h） 解：环隙的流通截面面积为
A??4Di2??42do??4?0.0352??4?0.0252?4.7124?10?4m2
1 在定性温度tm??20?40??30℃下水的物理性质为：??995.7 kgm3
2
mPa?S ?=0.618Cp=4.174 kJ?kg?K? ?=0.80 1 W?m?K?
ms17003600??1.0064ms 流速 u??4?A995.7?4.7124?10A4.7124?10?4 当量直径 de?4??4??0.01 m
S??0.035?0.025?
Re?deu??Cp??0.01?1.0064?995.744?1.251?10?10 属于湍流
?30.801?104.174?103?0.801?10?3??5.410 Pr??0.618
??0.023Re?0.8d ?5294.4Wm2?KPr0.4??0.618?0.023??1.251?1040.01??0.8??5.410?0.4
5-12 有一管式加热炉，对流室的管束由直径为φ127×6mm长度为11.5m的钢管组成，管子排列为直列。烟道气垂直流过管束，沿流动方向有21排管子，每排有4根管子，管心距为215mm。烟道气流过管束最窄处的速度为5m/s。已知在烟道气的进、出口平均温度下其运动粘度
??8.93?10?5m2s,导
du热系数
??0.072W?m?K?,普兰特准数
Pr?0.62。3试求烟道气通过管束的平均对流传热系数。
x12150.127?53??1.7 ???7.1109?10 解：Re??5do127??8.93?10 查表5-6可得在第一列时:
du?n?0.6 , ?=0.171 , c=1+0.1x215 ?1?0.1??1.1693do127 则第一列的对流传热系数为：
?0.072n0.4?1?c?RePr??1.17?0.171?7.1109?103d0.127
?19.216 Wm2?K??0.6?0.623?0.4??
第二列以后
n?0.65 , ?=0.151 , c=1.17
则第二列的对流传热系数为：
?0.072n0.4?1?c?RePr??1.17?0.151?7.1109?103d0.127
?26.439 Wm2?K??0.65?0.623?0.4??
烟道气通过管束的平均对流传热系数：
??iAi?m??Ai19.216????0.127?11.5?4??26.439????0.127?11.5?4??20 ?
??0.127?11.5?4?21 =26.095Wm2?K??
5-13 油罐中装有蒸汽管以加热罐中的重油，重油的平均温度为20℃，蒸汽管外壁的温度为120℃，蒸汽管外径为60mm。在平均温度下重油的密度为9001.88
导热系数为KJ?kg?K?，?4kgm3，比热为s,体积膨胀系数
0.175W?m?K?,运动粘度为2?10?3m2为3?101℃。试求每小时每平方米蒸汽管对重油的传热量。
解：设为自然对流传热：
?g?tl3?23?10?4?9.81??120?20???0.06?3??900?2??15.8922 Gr?22?2?10?3?900??1.88?103?2?10?3?900??1.9337?104 Pr??0.175Cp?
Gr?Pr?15.8922?1.9337?104?3.0731?105
c?0.54 n=14，则对流传热系数
n 查表5-7，得 ??c?l?Pr?Gr?0.175?0.54?3.0731?1050.06??14?37.083 Wm2?K??
Qq????tW?t??37.083?120?20?A 传热量 ?3.7083?103 Wm2?1.335?105KJm2
5-14 室内气温为20℃，有一垂直放置的平板，板高1m，平板温度为60℃。试计算单位面积平板上借自然对流散失的热量W。
1解：在定性温度tm??20?60??40℃下空气的物理性质为：??1.128 kgm3
2
Cp=1.005 kJ?kg?K? ?=19.1?Pa?S ?=0.027 W6?m?K?
体积膨胀系数
??11??3.193?10?3 1℃ T273.15?40?g?tl3?23.193?10?3?9.81??60?20???1?3??1.128?29??4.3705?10 Gr? 22?19.1?10?6??1.005?103?19.1?10?6??0.6955 Pr??0.0276Cp?