1.某房间墙壁从外到内由一层厚度为300mm 的砖和一层厚度为30mm 的灰泥构成。

冬季室外温度为-12℃，墙外壁面的对流传热系数为h=2.5 W/(m2·K)；内壁面温度为18℃时。

忽略两层之间的接触热组，求:①通过该墙体的热流密度是多少？②两层材料接触面和外墙的温度各是是多少？已知砖的导热系数)/(7.0K m W ⋅=λ，灰泥的导热系数)/(58.0K m W ⋅=λ。

()......w f t t q h δδλλ---===++++11212181234103003110705825 ℃....t q t -==⇒=33183411624003058C t t o 0064.11.345.21)12(q =⇒=--=2.温度为20℃的水以2.5m/s 的流速流经38mm ×2.5mm 的水平管。

此管以锥形管与另一53mm ×3mm 的水平管连,如图1－11所示。

在锥形管两侧A,B 处各插入一垂直玻璃管以观察两截面的压强。

若水流经A,B 两截面间的能量损失为1.5J/kg,求两玻璃管的水面差(以mm 计)。

OmmH Pa h u u p p h pu p u Z Z dd u u sm u m mm d m mm d f A B B A fB B A A B A b aa b A b a 2222222222b 6.888675.125.2223.12.9982222m/s 23.1047.045.2033.04u /5.2047.0472353033.03325.238-=-=+-⨯=+-⨯=-++=+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯==⨯⨯⨯====⨯-===⨯-=∑∑ρρρππ由伯努利方程得：，），（根据连续性方程有：3.有一并联管路输送20℃的水，若总管中水的流量为9000m3/h,两根并联管的管径与管长分别为d1=500mm ，l1=1400m ，d2=700mm ，l2=800m 。

试求两根并联管中的流量各为多少?管壁的摩擦系数均为0.03.λλλλ800λλ.......()..()v v v v v v v v d l q q q q q d d l l q q m q m ⨯====+++⨯⨯=⨯=⨯==-=5511111555512121122313205140002458050714000245802458900022124900022124678754. 用离心泵从井中抽水(见图1－15),吸水量为20m3/h,吸水管直径为108mm ×4mm,吸水管路阻力损失为4904Pa 。

求泵入口处的真空度为多少?kPap p h u p s m d q A q u fv v 1.594904707.010005.05.5807.910005.0gz 02-21-1/707.04/)004.02108.0(3600204/2222222222-=+⨯⨯++⨯⨯=+++==⨯-===∑ρρρππ：截面，列伯努利方程得截面，泵的入口为以水面为5.一个用于冷却电子器件的散热器（常称“热沉”），如图所示，其中L 为垂在于纸面方向的尺度。

热沉底面温度为70℃。

试计算：（1） 肋片的效率；（2） 肋面总效率；（3）该热沉能散发的热量。

热沉的材料为铝，导热系数为180 W/(m ·K)20420.3644()0.04(),70=180/(),=2520/()(0.200.0025)20.405()0.200.0025 5.010()200.4059.499.00.040.3791.461180 5.0100.684(2()λλ----===⋅=⋅=+⨯==⨯=⨯⋅⨯====⨯===⋅⨯⨯=-=mH mH mH H cm m t w m K t h w m K P m F m h P m mH e e F e e e th mH ∞℃，℃，分）220 1.4610.6840.36221.4610.684()0.36295.5%(40.379(1206 2.5)0.200.021()0.040.20260.00250.2060.099()(20.0210.9550.09996.3%0.0210.099ηηη--==++====-⨯⨯==⨯⨯⨯+⨯⨯=+⋅+⨯===++mH mH mH f r f r f f r fe e th mH mH A m A m A A A A （分）分）分）（()(0.0210.099)96.3%20(7025)104.0()(2Φη=⋅⋅-=+⨯⨯⨯-=o o o A h t t W ∞3分）分）6.用热电偶测量管道中气体的温度，热电偶的初始温度为18℃，与气体的表面传热系数为10W 。

热电偶近似为球形，直径为0.2mm 。

试计算插入15s 后，热电偶的过余温度为初始温度的百分之几？要使温度计过余温度不大于初始过余温度的1%，至少需要多少时间？已知热电偶材料的导热系数67W ，密度7130kg/m3，比热容228J35100.110 1.492100.167λ--⨯⨯===⨯hRBi ＜可用集总参数法来求解时间常数：33241173102280.1103 5.556 s 43310πρρρτπ-⨯⨯⨯=====⋅c r c cV cr hA h r h155.55600exp 0.06726.72%θτθτ-∞∞⎛⎫-==-=== ⎪-⎝⎭c t t e t t由00exp 1%θτθτ∞∞⎛⎫-==-≤ ⎪-⎝⎭c t t t t 得 ()()ln 0.01 5.556ln 0.0125.59()ττ=-=-⨯=c s7.初温为25℃流量为2.0kg/s 的水，进入直径为50 mm 加热管加热。

管内壁平均温为50℃，如果要求水的出口温度为30℃，管长为多长？如果改用两根等长直径为20mm 的管子并联代替前一根管子，问每根管子应为多长？（设水的物性参数不变，分别为：06 W/m K .λ=⋅，4200 J/kg K p c =⋅，3 1000 kg/m ρ=，0001 Pa s .μ=⋅）1）4244420509296100001005ρρμμρππμπ⨯=====>⨯⨯ud d m m .Re .d d .. ，流体被加热 Nu = 0.023Re 0.8Pr 0.4 42000001706p c .Pr .μλ⨯=== ，08042005002350929672919735036 W/m K 06⨯=⨯⨯=⇒=⋅..h ....h ..()()()()()()50255030224C 24200 (2)2520 5341 m 35 03700 5 (2)224π∆π∆π∆'''------===⎛⎫⎛⎫-=-'- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭'⨯⨯⇒===⨯⨯⨯'-⎝⎭分分p out in mp out i wf n w f m w f w f mmc t t h tt t t t .t t ln ln t t dL t mc t t L .h d t ...根据热量守恒42222 42222636620100001002πμπμπ⨯====>⨯⨯()mm Re .d d ..如果改用2根小管子,则每根管子子流量为原来的1/2，流体被加热 Nu = 0.023Re 0.8Pr 0.4 080420020023636620710471 W/m K06⨯=⨯⨯⇒=⋅..h ...h . ()()24142001022850 m 10471002224-=π∆-⨯⨯⇒===π∆⨯π⨯⨯p out in m p out in m mc t t h dL t mc t t L .hd t ..根据热量守恒,每根管子8.一个直径较大的液氮双层容器，内外壁的环形空间抽真空以便绝热。

外币内表面温度为298K ，发射率为0.2：内壁外表面温度75K ，发射率为0.5.试计算（1）由于辐射换热每单位面积容器壁面的散热量（2）为减少辐射换热，将一块两面均抛光的发射率为0.02的铝遮热板插入环形空间中，辐射换热减少的百分比。

()3.94%1006/1105/16/1%1001051202.015.012.012-21112-2111-11,1-116115.012.0111-111)2(/2.7415.012.011007510029856.5111100100)1('321'213212,12,12,33,123232,331313,12124421424102,1=⨯-=⨯-=-++=++=-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⇒==-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-+=+==-+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=-+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=s s s s b b b b b b s w w E E E E E E m W T T C q εεεεεεεεεεφφφφεεφεεφεεεεε，有遮热板时：无遮热板时：9.在外径为50 mm 的管壁上装有铝制的等厚度环肋，相邻肋片中心线之间的距离s=12 mm 环肋高H =16 mm ，厚δ=1.0 mm ，导热系数λ=180 W/(m ·K)。

管壁温度tw=200℃，流体温度tf =90℃，管基及肋片与流体之间的表面传热系数为110 W/(m2·K)。

试确定每米长助片管(包括肋片及基管部分)的散热量。

每米（1000mm ）长管子有1000/12=83.4圈，环肋长：(0.050.016)83.417.3()π⨯+⨯=m10.用连续精馏方法分离双组分理想混合液,原料液中含易挥发组分的摩尔分数为0.40,馏出液中含易挥发组分的摩尔分数为0.95。

溶液的平均相对挥发度为2.8,最小回流比为1.50,说明原料液的进料热状况,求q 值。

即进料为气液混合物，由此可见解得得线方程将上述结果带入联立方程可得：则有的坐标为（线的交点及设精馏操作线，平衡线系为，所以气液相对平衡关溶液的平均相对挥发度,,10707.040.011-327.01576.0111576.0,327.0,50.195.08.118.2),,8.118.2)1(18.2min V F L LV FV F q q qq q qq q D qq q q q H H H H H H H q q q q q x q x q q y q y x x y y x y y x R x x y y x d q xxx x y <<<--=<=⨯-⨯-=---====--=--=∴+=+=-+==ααα02220.559416()0.016(),200=180/(),=90110/(),(17.300.001)234.6()17.30.001 1.7310()34.96034.9600.0160.55941.750.571(λ--====⋅=⋅=+⨯==⨯=⨯====⨯====w mH mH H mm m t t w m K t h w m K P m F m m mH e e e f ℃，℃，322021.750.571()0.50821.750.571()0.508%88.96%(40.571(100083.41)100.050.144()0.01617.320.001(0.0520.016)0.5539()20ηππηη-----===++====-⨯⨯⨯⨯==⨯⨯+⨯⨯+⨯=+⋅==+mH mHmH mH f r f r f f r fe e th mH e e th mH mH A m A m A A A A 分）（分）分）（分）.1440.88960.5539%91.2%30.1440.5539()(0.1440.5539)0.912110(20090)7701.5()Φη+⨯=+=⋅⋅-=+⨯⨯⨯-=o o o A h t t W ∞（分）11. 用连续精馏塔在常压下分离甲醇水溶液,其精馏段和提馏段操作线方程分别为y=0.63x+0.361y=1.805x-0.00966试求:(1)此塔的操作回流比;(2)料液量为100kmol/h,组成xF=0.4时,塔顶馏出液量;(3)q值。