内经为60mm的薄壁圆管，饱和蒸汽在圆管外凝结，使管壁温度维持在120℃。 求为使空气出口温度达到80℃所需的管长。假定忽略温度修正。
33、如图一厚为50mm的无限大平壁，在稳态情况下，壁内温度分布为
t?100?10000x2，平壁材料的导热系数为40W/(m?K)。试计算：
⑴ 壁中单位体积内热源生成热；
⑵ 平壁中心面、两外表面的热流密度及这三个热流密度与内热源生成热之间的关系。
1m 辐射加热器 ① 1m
② 0 X 绝热壁 ?? 题33附图
? 2m 34附图
34、在温度为27℃的大房间内，有一面积为1?1m2，表面发射率?1?0.8，表面 温度维持在200℃的辐射加热器，该加热器被垂直放置的面积为1?1m2的绝热壁 上，如图所示，角系数X1.,2?0.2。
试求：⑴ 该辐射换热器的功率；⑵ 确定绝热壁上的表面温度。
35、为了得到热水，ts?130℃的水蒸气在管外凝结，如图所示。管外表面传 热系数h0?9000W/(m2?K)，冷水在螺旋管内流动，流速为1.0m/s，黄铜管外 径为18mm，黄铜的导热系数为130W/(m?K)，管壁厚1.5mm，螺旋管曲率半 径为90mm冷水进口温度为25℃，加热到95℃。求所需的换热面积及螺旋管长 度。
附：螺旋管修正系数cr?1?10.3(dr)3，忽略管长修正及温差修正；
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冷水 t1' t1\ t2 饱和蒸汽
'\t2 35题附图
36、有一块长为l?2m，厚度??40mm，材料导热系数??0.68W/(m?K)的平 板，平放在绝热表面上，平板内具有均匀内热源，单位时间、单位体积的
4?104W/m3。现有平均温度tf?40℃的11号润滑油以的速度0.6m/s从平板
上表面流过，试计算：
⑴ 润滑油与平板上表面之间的平均表面传热系数； ⑵ 距平板上表面10mm处平板内温度；平板内最高温度。 附注：
⑴ 11号润滑油的物性参数近似选取：
??0.1405W/?m?K?，??57.4?106m2/s, Pr?723 ⑵ 流体外掠平板强度对流传热的实验关联式：
Num?0.664Re1/2Pr1/3 Re?5?105 Num?0.037Re4/5?871Pr1/3 Re>5?105
??37、欲设计一台空气冷却器，进空压力为P?1.7623?105Pa的空气在壳侧流动，
???110℃，出口温度为t1???42℃。进口处空气体积空气进口温度为t1qV?4.68m3/s，平均比定压热容Cp1?1009J/(kg?k)。冷却水在管内流动。进
???30℃，出口水温t2???38℃。为了加强传热，采用铜质环肋的肋片管，口水温t2
其基管外径d0?26mm，壁厚??1mm，肋化系数（加肋后肋片侧总面积与该侧
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末未加；肋时的表面积之比）??9.6，肋面总效率?0?0.91，材料导热系数 该冷却器的总管数108根，水侧流程数为4，空气侧流数为1 。 ??398W/(m?k)。
空气与冷却水的流动方向相反。已知空气侧表面传热系数h0?206W/(m2?k)，水侧和空气侧的污垢热阻均为2?10?4m2?k/w。 试求：⑴ 冷却水的质量流量；
⑵ 计算该空气冷却器的传热面积。
38、有一直径为d＝20mm长度为L＝2m的薄壁紫铜管处于温度为50℃的低压
饱
和水蒸汽中，管内有流速为10m/s的空气流过，入口处空气温度为20℃，忽略 管外水蒸汽凝结换热热阻和管壁导热热阻，试计算圆管出口处空气温度。如果
管
内的空气流速增加一倍，空气在出口处的温度会升高还是会降低？并说明出口
温
度升高或降低的原因。
39、一金属圆柱体直径为d?100mm，长度为l?50mm，密度为7800kg/m3，比热为460J/?kg?K?。柱体初始温度为700℃。若τ≥0s时其下底面与温度为100℃的油一直保持接触，对流表面传热系数为h1?200W/?m2?K?，其余表面绝热；τ≥120s时上表面再同时与温度为20℃的空气保持接触，对流表面传热系数为
h2?40W/m2?K，而侧面仍维持绝热，假定圆柱体的导热热阻很小，同一瞬间
??圆柱体温度均匀一致，求：
⑴ τ＝120s时圆柱体的温度；τ＝600s时圆柱体的温度； ⑵ 热平衡时圆柱体的温度。
40、一厚度为10mm，导热系数为50W/?m?K?的不锈钢板两端维持固定温度50℃，已知钢板两端之间的距离为20cm，在垂直纸面方向很长。钢板上表面绝热，下表面有20℃的空气缓慢流动，对流表面传热系数为32W/?m2?K?，试导出此钢板的导热微分方程，求解所导出的方程得出温度分布，并求出钢板中心的温
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度值。
X 0 0.4 0.8 1.6 chx 1 1.08 1.34 2.58 41、初温为30℃的水，以0.857kg/s的流量流经一套管式换热器的环形空间。水蒸汽在圆管内凝结，使内管外壁温度维持在100℃。换热器外壳绝缘良好。环形夹层内管外径为40mm，外管内径为60mm。试求把水加热到50℃所需要的套管长度以及在管子出口截面处的局部热流密度。
d??计算公式：管内层流：Nu?1.86?RePr?l??13??f????w????????0.14
??f 管内湍流：Nu?0.027Re0.8Pr????w130.14
横向流过圆管：Nu?0.193Re0.618Pr
1342、一个箱体，其形状为圆柱的四分之一，箱内抽成真空。圆柱内表面半径为0.5m，箱体长10m；平表面A1的温度为50℃，黑度为0.8；圆柱内表面A2温度为30℃，黑度为0.6；另一平表面A3为绝热表面；假定两端的辐射换热可忽略不计。试画出箱体内表面辐射系统网络图，并计算表面A1与表面A2之间的辐射换热量以及表面A3的温度。
43、一外径d0?0.3m的水蒸汽管道，水蒸汽温度为400℃。管道外包了一层厚0.065m的材料A，测得其外表面温度为40℃，但材料A的导热系数无数据可查，为了知道热损失情况，在材料A外又包了一层厚为0.02m，导热系数
?B?0.2W/?m?K?的材料B?测得材料B的外表温度为30℃，内壁面温度为180℃。试推算未包材料B时的热损失和材料A的导热系数?A。（提示：蒸汽凝结换热热阻和金属导热热阻可以忽略。）
44、有一热水管道，加上保温层后的外直径为300mm，已知当周围环境温度为
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-10℃时，其自然对流的热损失为q1?168W/m。试求保温层外表面的温度（误差不大于1℃）准则关系式为：Nu?0.53(GrPr)0.25
45、外直径为25mm而内直径为22mm的某冷凝器管子的导热系数
??89W/?m?K? 。水蒸气在管外凝结，换热系数为5000W/?m2?K? ；管内冷却水的对流换热系数为1000W/?m2?K?。试分别以管内、外表面积为基准计算出对应的传热系数。
46、有一支插入装油的铁套管中的水银温度计用来测量贮气罐内的空气温度。设温度计的读数是铁套管底部的温度。已知温度计读数th?100℃，铁套管与贮气罐连接处的温度t0?50℃。铁套管的长度h?140mm，外径d0?10mm ，管壁厚度??1mm ，铁的导热系数 ??59.2W/?m?K? 。从空气到铁套管的从换热系数
h?29.1W/m2?K。试求测量误差。有人认为紫铜导热好，套管改用紫铜可以减
??少温差。如果其他条件不变，铁套管改用紫铜套管后测量温差变化如何？ 47、一根通有电流的直径为0.2mm的金属丝，被20℃的空气以30ms的速度横向垂直吹过。由金属的电阻可推出金属丝的温度为21.5℃ 。改变气流速度，使金属丝的温度变成23.6℃ 。求此时的气流速度。给出空气的物性值：
??0.0259W?m?℃? ，v?15.06?10?6m2s ，Pr?0.703 ；及对流换热计算公式：Nu?0.683Re0.466Pr3。
48、有两块0.5m?1.0m的平行平板，其间距为0.5m，其中一块平板的温度为1000℃，另一块平板的温度为500℃ 。两块平板的黑度分别为
0.2 和
0.5 ，且
1X1，。如果四周的墙壁是处2?X2，1?0.28 5于绝热状态，试计算两个平板之间辐射换热热流。如果上例中两平板之间的距离非常接近，再求两平板之间的辐射换热热流。试比较两者之间的差异，为什么会是这样？
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