四. 回答问题（共计17分）
1 （2分）
答：空气，金属，水的导热系数大小比较：?金属??水??空气 2 （6分） 答：Nu?hl?，物理意义为：表征流体在壁面外法线方向上的平均无量纲温度梯度，其大小反映对流换热
的强弱。
Fo?a??hl2，分子为从非稳态导热过程开始到?时刻的时间，分母可理解为温度变化涉及到?面积所需
2要的时间。是非稳态导热过程的无量纲时间。
Bi??，物理意义为：物体内部的导热热阻?/?与边界处的对流换热热阻1/h之比。
3 （3分）
答：影响对流换热的因素有：流动的起因（自然对流或强迫对流），流动的状态（层流和湍流），流体有无
相变，流体的物理性质（如：?,?,?,c,?等），换热表面的几何因素。导热系数愈大的流体，导热热阻愈小，对流换热愈强烈。 4 （3分）
答：管内强制对流换热，采用短管，主要是利用流体在管内换热处于入口段温度边界层较薄，因而换热强。 5 （4分）
答：组成辐射换热网络的热阻有：（1）空间辐射热组
11??，（2）表面辐射热组。 AX1,2?A 当辐射表面为黑体时，??1，表面辐射热阻
11??。 ?0，只有空间辐射热阻
AX1,2?A五. 计算题（共计28分）
1 （12分）
解（1）第1种方案，a在里层，b在外层， 单位管长的热损失为： ql1??t12??alndd21?ln3d12??bd2??t?t?，
11601903.4(ln?ln)2?0.04300.160（2）第2种方案，b在里层，a在外层， 单位管长的热损失为： ql2??t12??blndd21?ln3d12??ad2??t?t?，
11601902.7(ln?ln)2?0.1300.0460 比较两种方案的热损失：
ql2?t/2.7??1.26 ql1?t/3.4 因ql2?ql1，故从减少热损失的观点看，第1种方案好。 2 （16分）
解：先绘制出有无辐射遮热板时辐射换络图： 无遮热板： 有遮热板：
Φ1-3-2Eb1Φ1，2热网
J21??1A?1J11AX1,21??2A?2Eb2依题意：X1,2?1，
Eb1J3’1??3?11??1J1AX1,3?A?3?A?1Eb31??3??J3’’A?3??J21??21AX3??,2A?2Eb2X1,3?X3,2?1，
1??1网络中的热阻为：
?11??3??1?0.3?2.333,0.31?0.05?19,0.05111???1,X1,2X1,3X3,21??2?3?2?1?0.5?10.5
（1） 无辐射遮热板时：q1,2?（2） 有辐射遮热板时：q1,3,2（3） 辐射遮热板的温度T3：
75146?9691?15105W/m2，
2.333?1?175146?9691??1510.5W/m2 2.333?1?19?19?1?1 依能量平衡，列出下列方程式： 解之：Eb3??T3?41411W/m， 因此：T3?924K?651?C。
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