工程传热学选修作业三.doc

第三次（四、 五章）作业
1、 医学知识告诉我们: 人体组织温度等于、 高于48℃时间不能超出, 不然该组织内细胞就会死亡。今有一劳动保护部门需要取得这么资料, 即人体表面接触到60℃、 70℃、 80℃、 90℃、 100℃热表面后皮肤下烧伤深度随时间而改变情况。试利用非稳态导热理论作出上述烧伤深度随时间改变曲线。人体组织可看做是各向同性材料, 物性可取为37℃水数值。计算最大时间为。为简化分析, 这里可假定一接触到热表面, 人体表面温度就上升到了热表面温度。
2、 有一航天器, 重返大气层时壳体表面温度为1000℃, 随即落入温度为5℃海水中。设海水与壳体表面间表面传热系数为1135
, 试问此航天器落入海洋后得表面温度是多少？壳体壁面中最高温度是多少？壳体厚度,
, , 其内侧面可认为是绝热。
3、 一根直径为长轴, 初始温度为17℃, 后被置于炉温为850℃环境中。轴材料导热系数为, 热扩散率为6.2
, 加热过程中表面传热系数为。试确定为使长轴中心温度达成800℃所需时间以及该时刻钢轴表面温度。
4、 在温度为250℃烘箱中烤洋山芋, 设洋山芋能够看做直径为5
球, 初始温度为20℃, 其物性可近似地取50℃水值。试估算烘烤后洋山芋中心温度。取表面传热系数为20。
5、 一个火焰报警器采取低熔点金属丝作为传感元件, 当该导线受火焰或高温烟气作用而熔断时报警系统即被触发。一报警系统导线熔点为500℃, , , 初始温度为25℃。问当它忽然受到650℃烟气加热后, 为在内发出报警信号, 导线直径应限制在多大以下？设复合换热表面传热系数为。
6、 一块牛肉从5℃冷藏库中取出后置于180℃烘箱中烘烤, 加热到最少80℃就达成了所谓鲜嫩可食用程度。设牛肉外表面与烘箱加热气流间表面传热系数为, 试确定把牛肉加热到鲜嫩程度所需时间。牛肉物性可按水处理, 其尺寸为
。
7、 试对附图所表示常物性、 无内热源二维稳态导热问题用高斯-赛德尔迭代法计算之值。

注: 要求统一用B5大小作业纸