第六章单项流体对流换热及准则关联式.doc

第六章单项流体对流换热及准则关联式 复习题 试定性分析下列问题: 夏季与冬季顶棚内壁的表面传热系数是否一样？ 夏季与冬季房屋外墙外表面的表面传热系数是否一样？ 普通热水或蒸汽散热器片型高或矮对其外壁的表面传热系数是否有影响？ 从传热观点看，为什么散热器一般都放在窗户的下面？ 相同流速或者相同流量的情况下，大管和小管（管内或管外）的表面传热系数会有什么变化？ 分析太阳能平板集热器可能涉及的传热问题。（有条件时应参照实物） 传热学通常把“管内流动”称为内部流动，将“外掠平板，外掠圆管”等称为外部流动，请说明它们的流动机制有什么差别。这些对流换热问题的数学描写有什么不同？ 是否可以把管内流动也视为边界层型问题，采用边界层微分方程求解？为什么？ 图6－16为带有不同垂直隔断的空间，左右两壁温度t1t2,内隔断不绝热，但前后壁、上顶及地面均为绝热面，试绘出这些空间内空气自然对流循环图。 图6－17是三种散热器热水进出口方法，试从受迫对流，自然对流，混合对流的机理分析这些散热器内的流动情况，稳定性及可靠性。 试设计测定管断面和全管长流体平均温度的实验方法。 试设计使供热设备表面为常壁温和常热流条件的方案。 垂直管内流体向上或向下流动被加热或被冷却时，自然对流对速度场的影响如何？试作速度场变化示意图. 一个热的竖壁在空气中垂直向上运动，假定运动速度相当于它静止时表面空气自然对流边界层的平均速度，试分析运动对它的表面自然对流速度场的影响如何。试作速度场变化的示意图。运动使其表面传热系数与静止壁相比时增加还是减小？如果竖壁时向下运动又如何？ 自然对流时因为温度差引起的，Pr≠1时δ≠δt,试说明在边界层里δ与δt区域内的流动情况和温度分布。 试推导垂直壁层流自然对流动量微分方程式，设twtf。 流体在管内流动而被加热，已知管长l，m，管径d，m，管内流体质流量M，kg/m2，进口温度t`f，管壁为常热流边界条件，热流密度为q，W/㎡，请写出计算表面传热系数h及管子进出口端壁温t`w, t``w的详细步骤。 关于管内对流换热的热进口段长度有集中表达方式，它们各适应什么条件？（1）从管子进口到热边界层在管中心闭合前的一段长度；（2）当和h=const前的一段长度;（3）l/d=0.05Re.Pr. 外掠平板紊流局部表面传热系数沿板长的变化（图5－7）与管内紊流进口段局部表面传热系数沿管长的变化（图6－1）两者有明显的差别，请作一些分析。 以薄壁不锈钢管作导体通电加热在管内流动的气体，管子裸露置于室内，试写出在稳定情况下，该管dx长微元段的热平衡关系。已知钢管电阻微R，Ω/m；电流微I，A。 进口温度为10℃，质流量为0.045kg/s的空气在直径51mm，长2m的管内被加热，壁温保持200℃，试用式（6－4）计算它的表面传热系数和出口温度。 黄铜管式冷凝器内径12.6mm，管内水流速1.8m/s，壁温维持80℃，冷却水进出口温度分别为28℃和34℃，管长l/d20，请用不同的关联式计算表面传热系数。 已知锅炉省煤器管壁平均温度为250℃，水的进出口温度为160℃和240℃，平均流速要求为1m/s，热流密度q=3.84×105W/㎡，试求所需管内径和长度（提示：先按紊流计算，再校核Re）。 一盘管式换热器，蛇形管内径d＝12mm，盘的直径D＝180mm（以管中心距离计），共有四圈盘管。若管内水进口温度为20℃，平均流速为1.7m/s，壁温为90℃，试估计冷却水出口温度。 水在热交换器管内被加热，管内径14mm，管长2.5m，壁温保持为110℃，求水在进口温度为60℃及流速u=1.3m/s时，通过热交换器后的温度。 管式实验台，管内径0.016m，长为2.5m，为不锈钢管，通以直流电加热管内水流，电压为5V，电流为911.1A，进口水温47℃，水流速u=0.5m/s，试求它的表面传热系数及换热温度差。（管子外绝热保温，可不考虑热损失） 2.5kg/s的40℃的水进入50mm内径的管子，壁温85℃，管壁粗糙度为0.0002，若管长为10m，计算出口水温及全管热流量。 空气在管内受迫对流换热，已知管径d=51mm，管长l=2.6m，空气质流量M＝0.0417kg/s，进口温度t`f＝30℃，管壁的热流密度q=12120W/㎡,求该管的平均表面传热系数h，空气在管子进口和出口端的表面传热系数h`，h``，出口温度t``f，管壁进口和出口端的壁温t`w, t``w。 实验点 空气温度 管壁温度 最窄截面风速 换热量（W） 管径（mm） 1 23.0 184.8 11.05 288.0 25 2 9.5 152.0 12.67 286.0 25 3 9.1 107.7 25.69 282.0 25 4 21.0 112.4 25.04 282.0 25