3.在安装有辐射采暖板的室内测量空气温度计时,为了消除热辐射带来的误差,用高反射率材料分别做筒状和不开口的球壳状遮热罩。试分析这两种方法的效果,它们测得的温度是否一样,为什么?如将它们的表面涂黑或者刷白,是否影响测温结果?
答:两种测量方法的效果是不一样的。相比之下筒状遮热罩内流体与温度计头部直接接触,所得的值比较精确。
不影响测温结果。
5.(1)?1,2=128658(W/m2)
(2)?1,2=98080(W/m2) ??1,2=30578,减少23.8% (3)??0.8 时,?1,2=57181(W/m2) ??0.5 时,?1,2=43591(W/m2) 6.?1,2=1.72(W)
8.①正确
②错误,应改为 X(1?2),3?9. Xa,bA1AX1,3?2X2,3 A(1?2)A(1?2)a?b?a2?b2?2abcos??
2a1210. ①dA1,A2?0.32 ②XdA,A?0.069 11. Xa,b?01 Xa,c?Xa,d?0.165
Xa,e?0.208 Xa,f?0.4 Xa,g?0.05 12.(1)23224(w/m2) (2)367.42(w/m2)
(3)73.48(w/m2) (4)18579.2(w/m2) (5)293.94(w/m2) (6)18285.3(w/m2) 13. 170.43(w/m)
15. ?1,2=498w tw=19.8℃
16.高温表面 ?1=11145.5(w)
低温表面 ?2=191.5(w) 17. ?1,2=50.7(w)
18. ?1,2=50.7(w)
19.达到稳态时,表面温度t1?1307k 20.解:①J2?Eb2?0 J1?X2,3A2Eb2?1A1?X1,2A1?X2,3A21??1
??1,2?A1X1,2?J1?J2?②? 现在J2?0,J1?0,?J1?J2?0
??1,2?0 由于外表面存在辐射,?1,2?0
21.q1,2=69.77 W/m2 ,T3=453.3k
无遮热板:q1,2=924.5 W/m2 22.-105.54(W/m) ,4.584(W/m) 24.?1?94500(W/m) 25.ql=1640(W/m),t3=74℃ 不用遮热罩:qL=3925(W/m) 26.tf=470.63℃ 27.t1=416.5℃
28. 烟气发射率:0.379,辐射换热量: ??68664(W). 30.辐射换热量:qk=477(W/m) 32.地球T?196K 33.(1)T=393.5K (2) T=263.2K
(3) T=588.5K
第十章 传热和换热器
1.计算肋壁的传热系数的公式和平壁的有何不同?式(10-3)可否用于肋壁?
答:平壁的传热系数 k。=1 肋壁的传热系数 k1?1?1??h1?h21;
1?1??h1?h2??1 或 k2?。
1?1????h1?h2?
;
k1、k2不同点在于它们的计算传热量的面积基准不同。
书本中的(10-3) 即 k1?的
11?1??h1?h2??是可以用于肋壁
2.在什么具体情况下:tam?tw?tf;tam?tw?tftam?tw?tf。
答:具体情况如下:
;tam?tw?tf;
tam?tw?tf:表示辐射换热面的传热系数为负值,辐射热量由环境传向物体表面, 对流换热量由物体表面传向物体周围的流体; tam?tw?tf:表示辐射换热面的传热系数为正值,辐射热量由环境传向物体表面, 对流换热量由物体表面传向物体周围的流体;
tam?tw?tf:表示辐射换热面的传热系数为正值,辐射热量由环境传向物体表面, 对流换热量由物体表面传向物体周围的流体;
tam?tw?tf:表示辐射换热面的传热系数为负值,辐射热量由环境传向物体表面, 对流换热量由物体表面传向物体周围的流体。
3.若两换热器冷热流体进出口温度相同,但效能?不同,是否可以说效能?大者设计一定合理?怎样才能提高效能??
答:效能?大的并不一定是合理的。因为换热器的?的大小受传热面、流动状态、表面状况、换热面的形状和大小、能量传递方式的
影响。通过提高上述因素提高,而使得成本增加。有时?的提高不明显,但成本资金的浪费却很大,所以要有优化的思想,一个合理的?是最好的。
提高?的方法:扩大传热面的面积、改变流体状况、改变流体物性、改变表面状况、改变换热面的形状和大小、改变能量传递方式、靠外力产生振荡,强化换热。
4.为什么逆流换热器的效能?极限可接近1,而顺流不可能?
答:逆流的换热比顺流的充分。在相同的进出口温度下,逆流比顺流平均温差大。此外,顺流时冷流体的出口温度必然低于热流体的出口温度,而逆流不受此限制。工程上换热器一般都尽可能采用逆流布置。
5.目前市场出售的电热取暖器,一种是红外线加热取暖器(通电加热玻璃管式或磁管式红外加热元件取暖),一种是加热油浴散热器(散热器外壳为普通暖器片状,片内充导热油,电首先加热油,油以自然对流循环,通过外壳散热)。试从传统观点分析这两种取暖器的特点?有人认为在相同的功率下,用油浴散热器时能使房间暖和一些,此话有道理吗?
答:电加热油浴散热器体大笨重,有的靠墙侧无隔热层,造成了明显的热损、墙壁变色等现象。红外加热取暖器供热方式是以红外传热为主,故升温快、无污染、成本低。红外线可直接辐射于人体和周围物体,对人体有保健的作用,并且节能。在相同功率下,同一房间内所得到的热量是一样的,只是红外加热取暖器主要是通过辐射,使得屋内出现温室效应,室内温度比较均匀。电加热油浴散热器主要是以对流换热方式对外换热,故会在室内温度分布不均匀,从而使得在离换热器近的地方温度高,远的地方温度低。
6.选用管壳式换热器,两种流体在下列情况下,何种安排在管内?何种在管外?(1)清洁的和不清洁的;(2)腐蚀性小的和强的;(3)温度高的和常温的;(4)高压的和常压的;(5)质量流量大的和小的;(6)粘度大和粘度小的;(7)密度大和密度小的。如果不限管壳式,试问针对这几种情况,选何种类型换热器较合适?
答:清洁的在管外,不清洁的在管内;
腐蚀性小的在管外,腐蚀性大的在管内; 温度高的在管内,温度低的在管外; 高压的在管内,低压的在管外;
质流量大的管外,质流量小的管内;
粘度大的管外, 粘度小的管内。
7.参考图10-8,采用一个板式换热器完成由一热流体加热两冷流体的任务,试问三流体的进出口及板内流程应如何安排?冷流体的温度变化范围有下列两种情况:(1)基本相同;(2)互不重叠。
板内进出口流程安排如下图一:逆流形式冷热冷热冷图二:顺流形式冷热冷热冷热答:如图:
8.该火墙总散热量:3022.4W
辐射热/总热量=60.5% 9.以壁面为基准的传热系数
K?11h1?1?1?
?1??1??h2?2?2
A1A,?2?2AwAw10.解得
(1)室内顶棚,tw=11.6℃
室外气温tf2=6.8℃
(2)复合换热系数h=5.137W/(m2·K)