第二章3.导热系数为常数的无内热源的平壁稳态导热过程,试问,若平壁两侧给定边界条件Tw1和Tw2,为什么这一导热过程的温度分布与平壁的材料无关?相同的平壁厚度,不同的平壁材料,仍给定第一类边界条件,热流密度是否相同? (1)温度分布为 121w w w t t t t x δ-=-(设12w w t t >)其与平壁的材料无关的根本原因在coust λ=(即常物性假设),否则t 与平壁的材料有关 (2)由 dtq dxλ=- 知,q 与平壁的材料即物性有关 6.同上题,若已知边界条件为第三类,即已知Tf1,h1,Tf2,h2.试倒通过空心球壁热量的计算公式和球壁的传热热阻。
9.某教室有一层厚度为240mm 的砖层和一厚度为20mm 的灰泥构层。
现安装空调设备,并在内表面加贴一层硬泡某塑料,是导入室内的热量比原来少了80%。
已知砖的导热系数λ=0.7W/(m*k),灰泥为λ=0.58W/(m*k),硬泡某塑料的导热系数为λ=0.06W/(m*k),试求出硬泡某塑料厚度。
已知:12240,20mm mmδδ==,120.7/(),0.58/()W m k W m k λλ=⋅=⋅3210.06/(),0.2W m k q q λ=⋅= 求:3δ解: 设两种情况下的内外面墙壁温度12w w t t 和保持不变,且12w w t t >由题意知:1211212w w t t q δδλλ-=+122312123ww t t q δδδλλλ-=++再由: 210.2q q =,有121231212121230.2w w w w t t t t δδδδδλλλλλ--=+++221313212tw 1tw 2q 11λ12λ23λ3得: 123312240204()40.06()90.60.70.58mm δδδλλλ=+=⨯⨯+= 12.已测得三层平壁的壁面温度为Tw1,Tw2,Tw3和Tw4依次为600℃,480℃,200℃和60℃,再稳态情况下,试问各层导热热阻在总热阻中所占的比例为多少?1600w t =℃,2480w t =℃,3200w t =℃,460w t =℃求:123,,R R R R R R λλλλλλ解:由题意知其为多层平壁的稳态导热 故有: 14122334123w w w w w w w w t t t t t t t t q R R R R λλλλ----==== ∴112146004800.2260060w w w w R t t R t t λλ--===-- 223144802000.5260060w w w w R t t R t t λλ--===--33414200600.2660060w w w w R t t R t t λλ--===-- 15.如图,一刚进混泥土空斗强,刚进混泥土的导热系数为λ=1.52W/(m*k),空气层的当量导热系数为λ=0.742W/(m*k)。
试求空斗墙单位面积的导热热阻。
已知:35,130A C B mm mm δδδ===,其余尺寸如下图所示, 1.53/(),0.742/()A C B W m k W m k λλλ==⋅=⋅ 求:R λ解:该空斗墙由对称性可取虚线部分,成为三个并联的部分tw 1tw 4tw 2tw 3R 1R2R3R =R 1+R 2R3+R 1R 1R 1R2R3R 2R 2R3R3111132222,A B C A B C R R R R R R R R R =++==++3321111311135101301020.1307()/1.53 1.53C A B A B C R R m k W δδδλλλ--⨯⨯∴=++=⨯+==⋅332322222335101301020.221()/1.530.742C A B A B C R m k W δδδλλλ--⨯⨯=++=⨯+=⋅221211 5.0410()/1111220.13070.221R m k W R R λ-∴===⨯⋅⨯+⨯+18.一根直径为1mm 的铜导线,每米长度的电阻为0.00222Ω。
导线外部报有厚度为0.5mm ,导热系数为0.15W/(m*k)的绝缘层,限定绝缘层的最高温度为65℃,绝缘层的外表面温度不受环境温度限制,假设为40℃。
是确定导线的最大允许电流为多少?已知:1,d mm =32.2210/,l R m -=⨯Ω0.15/()W m k λ=⋅1max 65w t =℃,240w t =℃,0.5,mm δ=求:max I解: 21max 2max 12ln 2w w l l t t q I R d dδπλ-==+11221max 2max36540123.7()2 2.2210120.5ln ln 220.151w w l t t I A R d d δπλπ-⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪--∴=== ⎪⎪+⨯+⨯ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⨯⎝⎭21.对于球壁,保温层的有无“临界绝缘直径”问题?若有,dc 应如何计算。
24.一铝制等截面直肋,肋高为25mm ,肋厚度为3mm ,铝材的导热系数为140W/(m*k),周围空气与肋表面的表面传热系数为75W/(m*k)。
已知肋基温度为80℃和空气温度为30℃,假定肋端的散热可以忽略不计,使计算肋片内的温度分布和每片肋片的散热量。
已知:25,l mm =3,mm δ=20140/(),75/(),80W m k h W m k t λ=⋅=⋅=℃30f t =℃,0x l q == 求:,l q θ 解:0.4725ml =====18.9m = 0[()][0.472518.9](8030)()(0.4725)ch m l x ch x ch ml ch θθ--==-⨯44.91(0.472518.9)ch x =- 3044.91(0.472518.9)t ch x ∴=+- 002()()l Q hU h q th ml th ml L mL mθθ=== 275(8030)(0.4725)174.7/18.9th W m ⨯=⨯-= 27.一片泪厚度为3mm ,长度为16mm ,使计算等截面之肋的肋片效率。
铝材料肋片,其导热系数为140W/(m*k),表面传热系数h=80W/(m*k)。
钢材料肋片,其导热系数为40W/(m*k),表面传热系数h=125W/(m*k)。
已知:3,16mm l mm δ== 2(1)140/(),80/()W m k h W m k λ=⋅=⋅ 2(2)40/(),125/()W m k h W m k λ=⋅=⋅ 求:f η 解:(1)316100.312ml -====⨯= ()(0.312)0.970.312f th ml th ml η=== (2)316100.73ml -====⨯= ()(0.73)0.8530.73f th ml th ml η=== 30.截面为矩形的冷空气通道,外形尺寸为3m*2.2m ,通道墙后均为0.3m ,已知墙体导热系数λ=0.56W/(m*k),内外墙体表面温度均匀,分别为0℃和30℃,试求每米长冷空气通道的冷量损失。
已知:21213 2.2,0.3,0.56/(),0w l l m m W m k t δλ⨯=⨯==⋅=℃,230w t =℃求:l q解: 1113100.3A l LLS L δδ⨯⨯====222 2.27.330.3A l L LS L δδ⨯⨯==== 30.54S L = 121,5l l δ>l 1l 2123(224)l S S S tQ q L Lλ++∆==, 12w w t t t ∆=- (21027.3340.54)0.56(300)=⨯+⨯+⨯⨯⨯-618.6/W m =、33.两块厚度为5mm 的铝板,粗糙度都是2.54μm ,用螺栓连接,接触压力为2Mpa ,通过两块铝板的总温度差为80℃。
已知铝的导热系数为180W/(m*k),试计算接触面上的温度差。
已知:5, 2.54,2,80mm m P MPa t δμ=∆==∆=℃,180/()W m k λ=⋅ 求:c t ∆解:由 2.54,2m P MPa μ∆==,查表得,420.8810()/c R m k W -=⨯⋅c tQ R δδλλ∆=++ 31t t t ∆=-再由 c ctQ R ∆=,22c A B t t t ∆=-得4340.88108049510220.8810180cc c R t t R δλ---⨯∆=∆=⨯=⨯+⨯+⨯℃λλRct 1t 2At 2Bt3t。