传热学经典计算题.doc

传热学经典计算题
热传导
1. 用热电偶测量气罐中气体的温度。热电偶的初始温度为20℃，与气体的表面传热系数为。热电偶近似为球形，直径为0.2。试计算插入10后，热电偶的过余温度为初始过余温度的百分之几？要使温度计过余温度不大于初始过余温度的1％，至少需要多长时间？已知热电偶焊锡丝的， ，。

解： 先判断本题能否利用集总参数法。
＜0.1
可用集总参数法。
时间常数
则10 的相对过余温度
expexp％
热电偶过余温度不大于初始过余温度1％所需的时间，由题意
exp≤0.01
exp≤0.01
解得 ≥25.6

热对流
1、空气以10m/s速度外掠0.8m长的平板，
故热电偶的直径：
验证Bi数是否满足集总参数法：

说明上述假设是正确的。

5、空气以10m/s速度外掠0.8m的长平板，,，计算该平板在临界雷诺数下的、全板平均表面传热系数以及换热量。（层流时平板表面局部努塞尔数，紊流时平板表面局部努塞尔数，板宽为1m，已知，定性温度时的物性参数为：，，）

解：(1)根据临界雷诺数求解由层流转变到紊流时的临界长度
,此时空气得物性参数为：
，，

由于板长是0.8m，所以，整个平板表面的边界层的流态皆为层流

(2)板长为0.8m时，整个平板表面的边界层的雷诺数为：

解：临界长度
由于板长为0.8m，所以整个平板表面的流动边界层流态皆为层流。此时

当平板长度为0.8m时，雷诺数

全板平均表面传热系数:

全板平均表面换热量
热辐射
12. 9-29、在一块厚金属板上钻了一个直径为d=2cm，的不穿透的小孔，孔深H=4cm，锥顶角为900，如附图所示，。设孔的表面是发射率为0.6的漫射体，整个金属块处于5000C的温下，试确定从孔口向外界辐射的能量。