?6?2v?0.805?10,Pr?5.42 ??61.8?10
S??4d2?3.14?0.012?0.0000785m24
u?
G0.20??2.56ms??s995.7?0.000785 2.56?0.01?31801.2?60.805?10
Re?0.80.4 Nu?0.023RePr?180.8
180.8?61.8?10?2h??11175.6w(m2?k)0.01
2S??dl?3.14?0.01?2.85?0.08949m2
??h?s2(tw?ts)?11269.6?0.08949?(75?30)?45004.7w
'??G?cp(tw?t0)?16696w
t?40 与初设值不符，再设t2?60℃，f℃
40℃时水物性为
cp?4.174kJ(kg?k),??992.2kgm3?6
?2 ??63.5?10 v?0.659?10,Pr?4.31
u?
G0.20??2.568ms??s992.2?0.000785 2.568?0.01?38965?60.659?10
Re?0.80.4 Nu?0.023RePr?194.12
193.1?63.5?10?2h??112326.3w(m2?k)0.01
?0?h?s2(tw?ts)?12326.3?0.08949?(75?40)?438607.8w ?'?G?cp(tw?t0)?38406.5w
t?42.5 重设 t2?65℃ f℃
42.5℃时水物性为
''cp?4.174kJ(kg?k),??991.175kgm3
?6?2v?0.63325?10,Pr?4.1175 ??63.825?10
u?
G0.20??2.570ms??s991.175?0.000785
Re?2.570?0.01?40591.400.63325?10?6
0.80.4 Nu?0.023RePr?196.937
196.937?63.825?10?2h??12569.56w(m2?k)0.01?1?h?s2(tw?ts)?12569.56?0.08949?(75?42.5)?36557.6w
?2?G?cp(tw?t0)?37566.0w
6-63、已知：尺寸为1.4cm?1.4cm的芯片水平地置于一机箱的底面上。设机箱内空气温度为t??25℃，芯片的散热量为0.23W。设芯片周围物体不影响其自然对流运动。
求：（1）当散热方式仅有自然对流时芯片的表面温度。（2）如果考虑辐射换热的作用，则对芯片表面温度有什么影响，并分析此时应该怎样确定芯片的表面温度。
\'解：（1）
q?0.023?1173W/m20.014?0.014，设tm?65℃，
?6??0.0293,??19.495?10,Pr?0.695，
Grc*?g?ql49.8????21?1173?0.0144125273?65?10?1.173?200.0293?19.4952，
5Nu?1.0761.173?10?0.698r
??1/6?1.076?8152350.1666?1.076?6.58?7.08
h?Nu?7.08?0.0293q1173??14.8W/m2?K,q?h?t,?t???79.2l0.014h14.8℃
??
tw?t??79.2?25?79.2?104.2℃
（2）计及辐射，温度要下降，设??0.8,tw?80，则：
?r?0.8?1.96?10?4?5.673.534?78.86?0.8?1.44?10?4?5.67?76.4
???0.0499?1.36?0.067W9?0.06W8
??0.162W, 自然对流的?c?0.23?0.068?0.162W,tm?50℃，c0.162?825W,??0.0288W/?m?K?,??18.72?10?6m2/s,Pr?0.6970.014?0.01419.8??825?0.0144124325Grc*??10?9.454?100.0288?18.722， q??1.076?6.599?104825h?6.834?0.0288/0.014?14.06,?t??58.714.06，
Nur?1.076?9.454?104?0.698??1/6??1/6?1.076?6.352?6.834tw?58.7?25?83.7℃。
与设定值80相差甚小，作为一种改进可取
tw?83.7?80?82*2℃。本题中Gr的值低
于表5-13中推荐公式的适用范围，因而只是一种近似的计算。
52'd?1mm,l?12mm,s/d?2,q?2?10W/m,t?33℃。6-64、已知：如图，
假设在每个小通道中的冷却水流量是均匀的，水速为0.2m/s，冷却通道壁温
求：冷板的热负荷。
tw?80℃。
\解：先从热平衡计算，计算可对一个通道进行。取tm?40℃，则t?47℃，水的温
升为14℃。
??0.635,??0.659?10?6,Pr?4.31,??653.3?10?6,?w?406.1?10?6,??992.2?hb?3.14?0.0012/4?0.2?992.2?4174?14?9.103W，
??Re?0.2?0.001?106?303.50.659，
1/30.14?303.5?4.31??653.3?Nu?1.86????12/1???406.1??1.86?4.776?1.0688?9.495h??1308??1.86????12?1/3?1.6080.14
Nu?9.495?0.635??6029W/m2?K,?t?d0.001??47?3314??39.6?80?33?ln1.424ln??80?47??
?ht?3.14?0.001?0.012?6029?39.6?8.996?9.0W,
?hb与?ht相差小于2%，可以认为计算有效，取???9.1?9.0?/2?9.05W，则冷板
9.05?3.77?105W/m2的平均热流密度为0.012?0.02，在宽为12mm的冷板上可以布置
526根冷却水管，所以总热负荷为3.77?10?0.012?54.3W。
6-65、已知：用内径为0.25m的薄壁钢管运送200℃的热水。管外设置有厚??0.15m的保温层，其??0.05W/?m?K?，管道长500m，水的质量流量为25kg/s，冬天u??4m/s，
t???10℃的空气横向冲刷。辐射忽略。
求：该管道出口处水的温度。
解：以t与t?各位定性温度估计hi及h0，计算热传量，再从热平衡算出t及传热层外
'\表面温度，再计算hi及h?。 水的物性：
??0.663W/?m?K???0.158?10?6m2/s,Pr?0.93,??863kg/m34m4?50?0.5??106?9.33933?105?9.34?105?d?3.14?0.25?136.4采用米海耶夫公式，Prw取为180℃时值，Prw?1.00
??136.4?10?6,Re??0.93?Nuf?0.021?9.34?10?0.930.43???1.00?? ?0.021?59741.7?0.969?0.98?1193.8?50.8?0.25
h?Nuf?d?1193.8?0.663?3166W/m2?K0.25。
??空气物性以0℃为物性，??0.0244W/?m?K?,??13.28?10?6m2/s,Pr?0.707，
Re??d4??0.25?0.15?2???106?1.657?105?13.28，
Nu?0.0266?1.657?105h???0.805?0.0266?15906?423.1，
Nu?423.1?0.0244??18.77W/m2?Kd0.55。
??单位长度上热阻：
Ri?11??4.024?10?4?dihi3.14?0.25?3166
Rw?R0?12??lnd21550.7885?ln??2.511d12?3.14?0.05250.314，
11??308.5?10?4?d0h03.14?0.55?18.77，
可见Ri??R0??Rw，可以认为薄壁温度即为ti，即可以认为在500m长管道中壁温均为200℃，从保温层导热及管外换热可以算出散热量，再进而反算水的温度降。
?62取空气t???5℃，即取t??0℃，??0.0240W/?m?K?,??12.86?10m/s，
4?0.55?106?1.71?105,Nu?0.0239?1.71?105?12.86Nu?389.9?0.0240h???17.0W/?m2?K?d0.55。 Re??ud??0.805?0.0239?16314?389.9?hi?200???10?210?ln?d2/d1?ln?55/25?11??2??L?d0hL2?3.14?0.05?5003.14?0.40?17.0?5002104?4.11?10W?2?5502?10?9.37?10
\??h0\4.11?104?25?200?t?4505?4.11?10W,200?t?25?4505，
?\?44.11?104t?200??200?0.36?199.625?4505℃
'\t?t?t/2??t w由水侧的对流换热可确定
??3.14?500?0.025?3166?t?4.11?104,?t?0.33℃，?管壁温度取为200℃是可
行的。
?5再验证保温层外壁温度，通过保温层导热的温差?t?502?10?41100?206.3℃，
即外壁温度应为-6.3℃，使空气侧定性温度由原来的-5℃下降为-8℃。作为工程计算3℃定性温度的变化是可以接受的，因而不再进 一步迭代计算。
6-66、已知：一烟管内通以高温烟气（平均烟气温度为800K）以加热管外的水。烟管
5内径d=20mm，烟气的质量流量为0.01kg/s，烟管的壁温为340K，烟气压力为1.013?10Pa。
辐射换热忽略。
求：烟气与水之间单位长度上的换热量。有人提出，为了强化换热，在烟管中插入一根对角线长为20mm的正方形柱体，试定量确认这一方法是否可行。
?62????0.0915W/m?K,??131.8?10m/s,Pr?0.60， 解：（1）800K时烟气
??43.4?10?6,Re?
4m4?0.01??106?14676?d?3.14?0.2?43.4，
Nu?0.023?Re0.8?Pr0.3?0.023?146760.8?0.600.3?0.023?2154.2?0.858?42.5Nu?42.5?0.0915h???194.5W/m2?Kd0.02 ，
??
???dl?tw?tf?h?3.14?0.02??800?340??194.5?5619W/m。
（2）加入插入物后，
4??d2/4?w2?d2?4w23.14?0.022?4?0.014121.256?10?3?7.952?10?1Dh????4w??d4w??d4?0.0141?3.14?0.020.0564?0.06284.608??10?4?3.866?10?3m?0.00387m0.1192??