2 s?1?1?1.0m
??h?s(tw?t0)?9.655?(20?0)?19.31w
8.热处理工艺中，常用银球来测定淬火介质的冷却能力。今有两个直径均为20mm的银球，加热到650℃后分别置于20℃的静止水和20℃的循环水容器中。当两个银球中心温度均由650℃变化到450℃时，用热电偶分别测得两种情况下的降温速率分别为180℃／s及360℃／s。在上述温度范围内银的物性参数ρ＝10500 kg／m3， Cp＝2.62×102J／(kg·K)，系数。
解：本题表面传热系数未知，即Bi数为未知参数，所以无法判断是否满足集总参数法条件。为此．先假定满足集总参数法条件，然后验算。
＝360w／(m·K)。试求两种情况下银球与水之间的表面传热
(1) 对静止水情形，由
且
，，
验算Bi数：满足集总参数条件。
(2)对循环水情形，同理，
按集总参数法计算，h = 3149x1.11/0.56 = 6299 W/(m2·K)
，因此不满足集总参数法条件,改用诺谟图。
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此时，
，
。
查诺谟图得
，故：
9.一双层玻璃窗，宽1.2m，高1.5m，厚3mm，玻璃导热系数为1.05W/(m·K)；中间空气层厚5mm，假设空气间隙仅起导热作用，空气导热系数为0.026W/(m·K)。室内空气温度为25℃。表面传热系数为20W/(m2·K)；室外空气温度为-10℃，表面传热系数为15 W/(m2·K)。试计算通过双层玻璃窗的散热量，并与单层玻璃窗相比较。假定在两种情况下室内、外空气温度及表面传热系数相同。
解：(1)双层玻璃窗情形，由传热过程计算式：
(2)单层玻璃窗情形：
显然，单层玻璃窃的散热量是双层玻璃窗的2.6倍。因此，北方的冬天常常采用双层玻璃窗使室内保温。
10.某工厂用?170mm?5mm的无缝钢管输送水蒸气。为了减少沿途的热损失，在管外包两层绝热材料，第一层为厚30mm的矿渣棉，其热导率为0.065W/(m?K)；第二层为厚30mm的石棉灰，其热导率为0.21W/(m?K)。管内壁温度为300℃，保温层外表面温度为50℃，管路长40m。试求该管路的散热量。 解：根据题意，画出钢管保温层的示意图
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ql?2?(t1?t4)1r21r31r4ln?ln?ln?1r1?2r2?3r3
= 273.1W/m
11.已知：外径为100mm的钢管横穿过室温为27℃
的大房间，管外壁温度为100℃，表面发射率为0.85，已知空气物性：??1.049 kg／m3，
??0.0292 w／(m·K)，??19.34?10?6 m2／s，空气的Pr=0.695，求：单位管长上的热损
失。
?g?tL3g?tL3?2提示：空气自然对流Nu = 0.48(Gr?Pr)，Gr??2?T0.25
解：向环境的辐射散热损失
qr?0.85?5.67??3.734?34??542.5W/m2；
定性温度
tm?1?100?27??63.5℃52， ， Pr?0.699.8?0.13??100?27?126Gr??10?5.684?10?63.5?273??19.342，
10.02926h??0.48??5.684?10?0.695?4?6.25W/?m2?K?0.1，
qc?hr?tw?tj??6.25?100?27??456.25W/m2每米管长上的热损失为
，
ql?3.1416?0.1??456.25?542.5??314W/m。
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12.例题3-4
掌握图3-7,3-8,3-9的用法
13. 用热电偶来测量管内流动着的热空气温度，如图。热电偶测得温度t1=400℃，管壁由于散热测得温度t2＝350℃，热电偶头部和管壁的发射率分别为0.8和0.7。从气流到热电偶头部的对流表面传热系数为35W/(m2·K)。试计算由于热电偶头部和管壁间的辐射换热而引起的测温误差，此时气流的真实温度应为多少?讨论此测温误差和换热系数的关系，此测温误差和热电偶头部发射率的关系。
解：热电偶头部的能量平衡式为：
，
其中热电偶头部与管壁的辐射换热为空腔与内包壁的辐射换热，并忽略热电偶丝的导热。 气流的真实温度为：
由上式可以看出，测温误差
与换热系数成反比，与热电偶头部辐射率成正比。即为减少
测温误差，应强化热电偶头部与热气流间的对流换热，削弱与管壁间辐射换热。
14.在太阳能集热器中采用直径为100mm的鹅卵石作为贮存热量的媒介，其初始温度为20℃。从太阳能集热器中引来70℃的热空气通过鹅卵石，空气与卵石之间的表面传热系数为10 w／(m2·K)。试问3h后鹅卵石的中心温度为多少?每千克鹅卵石的贮热量是多少？已知鹅卵石的导热系数
＝2．2w／(m·K)，热扩散率a＝11.3X10-7m2／s，比热容c＝780J／(kg·K)，密度
＝
2500kg／m3。（查图表时，数据参考图表下所列数据）
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