第四章习题
1）用平板法测定材料的导热系数，其主要部件为被测材料构成的平板，其一侧用电热器加热，另一侧用冷水将热量移走，同时板的两侧用热电偶测量其表面温度。设平板的导热面积为003m2，厚度为001m。测量数据如下：
电热器
安培数A
伏特数V
28
140
材料的表面温度℃
高温面
低温面
300
100
23
115
200
50
试求：①该材料的平均导热系数。②如该材料导热系数与温度的关系为线性：
少？
，则λ0和a值为多
2）通过三层平壁热传导中，若测得各面的温度t1、t2、t3和t4分别为500℃、400℃、200℃和100℃，试求合平壁层热阻之比，假定各层壁面间接触良好。
3）某燃烧炉的平壁由耐火砖、绝热砖和普通砖三种砌成，它们的导热系数分别为12Wm℃，016Wm℃和0。92Wm℃，耐火砖和绝热转厚度都是05m，普通砖厚度为025m。已知炉内壁温为1000℃，外壁温度为55℃，设各层砖间接触良好，求每平方米炉壁散热速率。
f4）在外径100mm的蒸汽管道外包绝热层。绝热层的导热系数为008Wm℃，已知蒸汽管外壁150℃，要求绝热层外壁温度在50℃以下，且每米管长的热损失不应超过150Wm，试求绝热层厚度。
5）Φ38×25mm的钢管用作蒸汽管。为了减少热损失，在管外保温。50第一层是mm厚的氧化锌粉，其平均导热系数为007Wm℃；第二层是10mm厚的石棉层，其平均导热系数为015Wm℃。若管内壁温度为180℃，石棉层外表面温度为35℃，试求每米管长的热损失及两保温层界面处的温度？
解：①r0165mm00165m，r119mm0019mr2r1＋10019＋0050069mr3r2＋20069＋0010079m045Wm℃
Wm
②
即
∴t2418℃
6）通过空心球壁导热的热流量Q的计算式为：
，其中
，A1、A2分别为球壁的内、外表面积，试推导此式。
f7）有一外径为150mm的钢管，为减少热损失，今在管外包以两层绝热层。
已知两种绝热材料的导热系数之比
1，两层绝热层厚度相等皆为30mm。
试问应把哪一种材料包在里层时，管壁热损失小。设两种情况下两绝热层的总温差不变。
8）试用因次分析法推导壁面和流体间强制对流给热系数α的准数关联式。
已知α为下列变量的函数：
。式中λ、CP、ρ、μ分别为
流体的导热系数、等压热容、密度、粘度，u为流体流速，l为传热设备定型尺寸。
9）水流过φ60×35mm的钢管，由20℃被加热至60℃。已知流速为18ms，试求水对管内壁的给热系数。
，水
f10）空气流过φ36×2mm的蛇管，流速为15ms，从120℃降至20℃，空气
压强4×105Pa（绝压）。已知蛇管的曲率半径为400mm，
r