1103由此得：(Lt)34＝18.345，Lt＝48.3m.℃。t)14，255052Lt1390.020.0176.032135℃。7-4隨著空間飛行技術的發展，零重力下的傳熱問題研究越來越得到重L40.155410620，L0.106730.0506m5.06cm5.1cm。7-4一種同時冷卻為1103由此得：(Lt)34＝18.345，Lt＝48.3m.℃。t)14，255052Lt1390.020.0176.032135℃。7-4隨著空間飛行技術的發展，零重力下的傳熱問題研究越來越得到重L40.155410620，L0.106730.0506m5.06cm5.1cm。7-4一種同時冷卻為800℃。。試分析曲線各段所代表的換熱過程的性質。解：AB段鋼元的溫度隨時間的變化比較平緩，代表了RwRetd534思考題體在壁面上形成液珠的凝結叫珠狀凝結。2．在努塞爾關于膜狀凝結理論分析的8條假定中，最主要的簡化假定是哪兩條?答：第3條，忽略液膜慣性力，使動量方程得以簡化；第5條，膜內溫度是線性的，即膜內只有導熱而無對流，簡化了能量方程。3．有人說，在其他條件相同的情況下．水平管外的凝結換熱一定比豎直管強烈，這一說法答；這一說法不一定成立，要看管的長徑比。4．為什么水平管外凝結換熱只介紹層流的準則式？常壓下的水蒸氣在sw℃t14sw臨界雷諾數53r即水平管管徑達到2.07m即水平管管徑達到2.07m時，流動狀態才過渡到湍流。5．試說明大容器沸騰的q~t曲線中各部分的換熱機理。6．對于熱流密度可控及壁面溫度可控的兩種換熱情形，分別說明控制熱流密度小于臨界熱流密度及溫差小于臨界溫差的意義，并針對上述兩種情形分別舉出一個工程應用實例。答：對于熱流密度可控的設備，如電加熱器，控制熱流密度小于臨界熱流密度，是為了防止設備被燒毀，對于壁溫可控的設備，如冷凝蒸發器，控制溫差小于臨界溫差，是為了防止設備換熱量下降。7．試對比水平管外膜狀凝結及水平管外膜態沸騰換熱過程的異同。8．從換熱表面的結構而言，強化凝結換熱的基本思想是什么?強化沸騰換熱的基本思想是厚度，強化沸騰換熱的基本思想是盡量增加換熱表面的汽化核心數。其他換熱方式中不顯含溫差是否意味著與溫差沒有任何關系?與溫差無關，溫差的影響隱含在公式適用范圍和物件計算中。41051641.6(47.62/58.93)362289W/m2lh0.943（2）0.94325770W/m2，不考慮從過冷水加熱到飽和水所需消耗的熱量，把20kg飽和水變成飽和蒸汽所需的熱量為217kg/m3r335.01103J/kg17.6103N/m，，，qcr24152.04103660～(1/L)14，hn～1/L/(n1)14，14，,16,n16115，設需把直管等分為幾段才能41051641.6(47.62/58.93)362289W/m2lh0.943（2）0.94325770W/m2，不考慮從過冷水加熱到飽和水所需消耗的熱量，把20kg飽和水變成飽和蒸汽所需的熱量為217kg/m3r335.01103J/kg17.6103N/m，，，qcr24152.04103660～(1/L)14，hn～1/L/(n1)14，14，,16,n16115，設需把直管等分為幾段才能14Kgp103l，代表了相變潛熱與相應的顯熱之比，在相變換熱（凝10．在圖7-14所示的沸騰曲線中，為什么穩定膜態沸騰部分的曲線會隨△t的增加而迅速上升?答：因為隨著壁面過熱度的增加，輻射換熱的作用越加明顯?；靖拍钆c分析Gu形式，引入伽里略數2及雅各布數r14u14℃的情況下雅各布數之值，并說明此特征數的意義以及可能要用到這一特征數的那些熱傳遞現象。rJJ，rrJ一步一般化可寫為pt（x）llJkg；14ul103kg6（x）X=0.1、X=0.5、l11414＝9.893922181.8105＝＝hsw9.82181.8103939268.6310614422244.19100244.19136.24t106.2℃。沸騰段總換熱量：d24dlq3.140.0均熱容量45431.71.2301034.516002.257106335106t)5431.71.0161920.0535314o4401060.011(5745.5)，oo2250r2271。8119.893922181.8105＝＝hsw9.82181.8103939268.6310614422244.19100244.19136.24t106.2℃。沸騰段總換熱量：d24dlq3.140.0均熱容量45431.71.2301034.516002.257106335106t)5431.71.0161920.0535314o4401060.011(5745.5)，oo2250r2271。811x 1對R134a：11＝X=0.5、114101mm；2.046101mm。7-4、當把一杯水倒在一塊赤熱的鐵板上時．板面立即會產生許多跳動著的小水滴，而且可以維持相當一段時間而不被汽化掉。試從傳熱學的觀點來解釋這一現象[常稱為萊登佛羅斯形成跳動，在沸騰曲線上相應于qmin(見圖6-11)的點即為開始形成現象的點。凝結換熱7-5、飽和水蒸氣在高度l＝1.5m的豎管外表面上作層流膜狀凝結。水蒸氣壓力為解：水蒸氣p 939kg/m3＝＝114hx解得xxhx7-6、飽和溫度為50℃的純凈水蒸汽在外徑為25.4mm的豎直管束外凝結，蒸汽與管壁的氣壓下沸騰時每小時能產生2.3kg飽和水蒸氣。試確定鍋底干凈時其與水接觸面的溫度。解：ts=100℃61920.05353440106001(tt)2086.4(57t)14，14，31.221(57下作飽和沸騰時，要使直徑為0.1mm及1mm的汽泡能在水中存在并長大，加熱面附近水的過熱度各為多少?置了5排管子，肋片管基圓直徑為20mm，內徑為16mm，管內以壓力為1.013x105Pa的飽和水蒸m氣壓下沸騰時每小時能產生2.3kg飽和水蒸氣。試確定鍋底干凈時其與水接觸面的溫度。解：ts=100℃61920.05353440106001(tt)2086.4(57t)14，14，31.221(57下作飽和沸騰時，要使直徑為0.1mm及1mm的汽泡能在水中存在并長大，加熱面附近水的過熱度各為多少?置了5排管子，肋片管基圓直徑為20mm，內徑為16mm，管內以壓力為1.013x105Pa的飽和水蒸m2lW1.13g2r3ll14RLm3，＝整個冷凝器的2530l1.13g2r3ll14＝L14所以L=3343.293m 7-8、水蒸汽在水平管外凝結。設管徑為25.4mm，壁溫低于飽和溫度5℃，試計算在冷凝壓力為5103Pa7-8、水蒸汽在水平管外凝結。設管徑為25.4mm，壁溫低于飽和溫度5℃，試計算在冷凝壓力為5103Pa、5104Pa、105Pa及106Pa下的凝結換熱表面傳熱系數。ρλul汽凝結來加熱管外氣流。在—次試驗中測得以下參數：空氣的平均溫度為30℃，總換熱量為2100W。肋片管爾分析解計算離開管頂為0.1m、0.2m、0.4m、0.6m及1.0m處的液膜厚度和局部表面傳熱系數×0.15×0.06＝0.18，按自然對流豎壁計算，b19.8500.1530.6891012323均溫度為15℃、流速為1.5m／s的冷卻水，流經外徑為32mm、內徑為汽凝結來加熱管外氣流。在—次試驗中測得以下參數：空氣的平均溫度為30℃，總換熱量為2100W。肋片管爾分析解計算離開管頂為0.1m、0.2m、0.4m、0.6m及1.0m處的液膜厚度和局部表面傳熱系數×0.15×0.06＝0.18，按自然對流豎壁計算，b19.8500.1530.6891012323均溫度為15℃、流速為1.5m／s的冷卻水，流經外徑為32mm、內徑為28mm的水平放置的銅管。飽和R4R58.66kWw14h/h/［W/（m2.k114501393315105161387-9、飽和溫度為30℃的氨蒸汽在立式冷凝器中凝結。冷凝器中管束高3.5m，冷凝溫度比在此條件下，一被加熱物體的平均溫度可以在半小時內升高30℃，熱確定這—物體的平均效容量。不考慮散熱損失。lr m2℃。l1.13g2r3ll14=14hLts平均熱容量c.蒸汽在此板上凝結，平均壁溫為96℃。試計算每小時的凝結水量。如果該平板與水平方向20.6829W/(m.K)u14=7.1958.4kg/m3103J/kg，，l0.683W/(m.K)，h1.139.82257.1該工況下的平均水速及管壁兩側按總面積計算的相對熱阻的大小。t解：采用試湊法，水側m1517216℃，(利用克拉貝龍方程導出最小汽泡半徑算式的過程，可見本書第一版4－4節。)2TrTT1T2TssRrT319.4(Lt)14(Lt)14，7-1設習題7-14中飽和水蒸汽的飽和壓力為1.013X105Pmh=7.1958.4kg/m3103J/kg，，l0.683W/(m.K)，h1.139.82257.1該工況下的平均水速及管壁兩側按總面積計算的相對熱阻的大小。t解：采用試湊法，水側m1517216℃，(利用克拉貝龍方程導出最小汽泡半徑算式的過程，可見本書第一版4－4節。)2TrTT1T2TssRrT319.4(Lt)14(Lt)14，7-1設習題7-14中飽和水蒸汽的飽和壓力為1.013X105Pmh=RQAh（tGH因此，兩種方案的凝液量之比m2H21下相同，上述結論與蒸氣壓力和銅管壁溫無關。如果其它條件不變，但改為與水平方向成30°角，則h為原來的17-12、壓力為1.013x105Pa的飽和水蒸汽，用水平放置的壁溫為90℃的銅管來凝結。有下列兩種選擇：用—根直徑為10cm的銅管或用10根直徑為1cm的銅管。試問：1兩種方案的換熱表面積相同，溫差相等，由牛頓冷卻公式qhAt7-13、一臥式水蒸汽冷凝器管子的直徑為20mm，第—排管子的壁溫tw15℃，冷凝壓力0.605W/(m.K)2值。物性按飽和溫度查取。l0.618W/(m.K)另—側的物體進行加熱處理。已知豎壁與蒸汽接觸的表面的平均壁溫為70℃，壁高1.2m．寬30cm。在此c6000W（m2K）與冷凝段的管外表面傳熱系數均為90總熱阻中的比例。解：如圖：。試計算該熱管的內943ll(3.140.020.04)(tlswct)，1282.51060.03(tt)s551.視，其中零重力下的凝結與沸騰是一個重要的課題。對于管內強制對流凝結，在零重力下可以認為液膜均勻地分布 Lt另—側的物體進行加熱處理。已知豎壁與蒸汽接觸的表面的平均壁溫為70℃，壁高1.2m．寬30cm。在此c6000W（m2K）與冷凝段的管外表面傳熱系數均為90總熱阻中的比例。解：如圖：。試計算該熱管的內943ll(3.140.020.04)(tlswct)，1282.51060.03(tt)s551.視，其中零重力下的凝結與沸騰是一個重要的課題。對于管內強制對流凝結，在零重力下可以認為液膜均勻地分布 Lt14mn801.5106Lt1144hLt兩式聯立得0.683W/(m.K)4hLt255052Lt一般工業用冷凝器大多在層流范圍內。h1今有一臺由直徑力20mm的管束所組成的臥式冷凝器，管子成叉排布置。在同一豎排內的束的平均表面傳熱系數。lr2l3944W/(m2K)的豎管外，等間距地布置n個泄出罩，且加罩前與加罩后管壁溫度及其他條件都保持不變。試導出加罩后全管的平均表面傳熱系數與未加罩時的平均表面傳熱系數間的關系式。100，為使豎管的平均表面傳熱系數與水平管一樣，需加多少個罩？解：設加罩前平均表面傳熱系數為h0，加罩后為hn，則有：性能，在傳熱風洞中進行了空氣橫掠單排肋片管的試驗。肋片管豎直布置，試驗段高30cm，在同一迎風面上布82430.9103995.720.6183801.5106Lt10319.4(Lt)144hLtL257.1103Ja4220102257.1r=＝53.5J，c4220，rtw)代表了汽化潛熱與液變熱(潛熱)r1.604kg/m3666.7kg/m3。1329kJ/kg，表面張力0.031N/m性能，在傳熱風洞中進行了空氣橫掠單排肋片管的試驗。肋片管豎直布置，試驗段高30cm，在同一迎風面上布82430.9103995.720.6183801.5106Lt10319.4(Lt)144hLtL257.1103Ja4220102257.1r=＝53.5J，c4220，rtw)代表了汽化潛熱與液變熱(潛熱)r1.604kg/m3666.7kg/m3。1329kJ/kg，表面張力0.031N/m140w＝n則0n則0h與欲使hhhh0，應有(n11414設需把直管等分為幾段才能使全管平均換熱系數與水平管一樣，則有：1＝段，即共需17-1＝16＝，d其中為時間，將此式對作積分，并利用rsw厚度與T成正比。容器側壁絕熱使本題可以按一維無限大平壁導熱問題處理。沸騰換熱7-19、直徑為6mm的合金鋼元在98℃水中淬火時的冷各段所代表的換熱過程的性質。解：AB段鋼元的溫度隨時間的變化比較平緩，代表了態沸騰區的換熱特性，BC段的上半部鋼元溫度隨時間而急劇下降，呈現出核態沸騰的特點，而到BC段的下部，溫度曲線再次變得平緩，反應出對流換熱逐漸進入以自然對流為主得區域。7-20、平均壓力為1.98105Pa的水，在內徑為15mm的銅管內作充分發展的單相強制對流換熱。水的平均溫溫差下的飽和水在銅表面下作大容器核態沸騰時的熱流密度相等?根據公式hC1＝2315.87W/m2K管內湍流強制對流5℃℃r2181.8kJ/kg4ttx14sw4227.610668.6102127.2123x14冷卻水進出口溫差以提高測定的準確性，水系統中兩根黃銅管是串聯的。冷卻水由入口處的15℃升高到出口處的K),l958.4kg/m3v=0.5977kg／m3，0.683W/(mK)，p1.754220(不銹鋼管壁面溫度的最高值。鋼管壁厚1.5mm，導熱系數為10w／(m·K)。解：由已知條件可得，熱流所以115℃℃r2181.8kJ/kg4ttx14sw4227.610668.6102127.2123x14冷卻水進出口溫差以提高測定的準確性，水系統中兩根黃銅管是串聯的。冷卻水由入口處的15℃升高到出口處的K),l958.4kg/m3v=0.5977kg／m3，0.683W/(mK)，p1.754220(不銹鋼管壁面溫度的最高值。鋼管壁厚1.5mm，導熱系數為10w／(m·K)。解：由已知條件可得，熱流所以111VN~hpAV~V3hVRRehdreRud所以RuRuede7-21、當液體在一定壓力下作大容器飽和核態沸騰時，欲使表面傳熱系數增加10倍．溫差(tw-)應增加幾倍?如果同一液體在圓管內作單相揣流換熱(充分發展區)，為使表面傳熱系數Vh~V0.8p~V2NN3V答：大容器飽和沸騰表面傳熱系數增加10倍．壁面過熱度是原值的2.69倍。圓管內湍流強制對流傳熱表面傳熱系數增加10倍，流速是原值的17.78倍，這時流體的驅動功率是原7-22直徑為5cm的電加熱銅棒被用來產生壓力為3.61X105Pa的飽和水蒸汽,銅棒表面溫度高于飽和溫度5℃，問需要多長的銅棒才能維持90kg／h的產汽率?解得：q＝40770W/m2，不考慮從過冷水加熱到飽和水所需消耗的熱量，把20kg飽和水變每小時能產生2.3kg飽和水蒸氣。試確定鍋底干凈時其與水接觸面的溫度。qq2040W/m2023.1010858.91043.10101851.82104。t314314251.20.12517kg/m3r335.01103J/kg17.6103N/m，，，qcr24152.0410366y＝0及y＝處速度及溫度的邊界條件；(3)求解動量方程得出軸向流速u的分布及其平均值的計算式(式中可然對流階段。此時溫差一般小于4℃。由于計算自然對流的表面傳熱系數需要知道其壁面溫度，故本題具有迭代性023.1010858.91043.10101851.82104。t314314251.20.12517kg/m3r335.01103J/kg17.6103N/m，，，qcr24152.0410366y＝0及y＝處速度及溫度的邊界條件；(3)求解動量方程得出軸向流速u的分布及其平均值的計算式(式中可然對流階段。此時溫差一般小于4℃。由于計算自然對流的表面傳熱系數需要知道其壁面溫度，故本題具有迭代性vqlrl)v解：由已知條件可得，熱流密度8000q45882W/m2951kg/m3tl0.685W/(mK)f不銹鋼管內的熱量都是通過內壁面導出的，導熱溫差：7-25、直徑為30mm的鋼棒(含碳約1.5％)在100℃的飽和水中淬火。在冷卻過程中的某— 2634C/m，負號表示溫度沿半徑方向減少。功率為1.9W及100W時，水與鋼管表面間的表面傳熱系數值。解q時。時1728.8W/m21定性溫度m2ws℃r2均熱容量45431.71.2301034.516002.257106335106t)5431.71.部熱阻在傳熱過程1d1250.174422ld23.144000.4211004.811dlh3.1圓面積為計算依據的肋片管的表面傳熱系數。解：按給定條件，管內水蒸汽凝結換熱量等于管外空氣換熱量。名師，達到臨界熱流密度時，每米長導線上總換熱量I2468.649.7A。7-在實驗室內進行壓力為1.01N54qqh＝均熱容量45431.71.2301034.516002.257106335106t)5431.71.部熱阻在傳熱過程1d1250.174422ld23.144000.4211004.811dlh3.1圓面積為計算依據的肋片管的表面傳熱系數。解：按給定條件，管內水蒸汽凝結換熱量等于管外空氣換熱量。名師，達到臨界熱流密度時，每米長導線上總換熱量I2468.649.7A。7-在實驗室內進行壓力為1.01N54qqh＝故u14942.8W/m214KNudu％，考慮到自然對流在物性基本不變時．正確的溫差按下式計算：t而h1即℃141076W/m2K根據公式hC2q0.7p0.1590945.7W/m2驗證此時的過熱度℃確實在核態沸騰區。7-27、式(7-17)可以進—步簡化成hCq0.67，其中系數C取決于沸騰液體的種類、壓力及解：把式（6-17）寫成hCq0.67的形式，可得：Cc1c制鋼板的過程中，當鋼板離開最后一副軋滾后，用水(冷卻介質)沖射到鋼板上進行冷卻，然后再卷板。由于鋼板106622891.56W，假設200塊芯片相互不干擾，則：25106622892001.56200左p另外xg，＜＜1(ru)()g(制鋼板的過程中，當鋼板離開最后一副軋滾后，用水(冷卻介質)沖射到鋼板上進行冷卻，然后再卷板。由于鋼板106622891.56W，假設200塊芯片相互不干擾，則：25106622892001.56200左p另外xg，＜＜1(ru)()g(，1(ru)g()lv，兩邊乘以r并積分兩次得：，，將這兩個表達17kg/m3r335.01103J/kg17.6103N/m，，，qcr24152.0410366Cq0.33106W/m2v886.9kg/m35.16kg/m3C用最小二乘法擬合得C5p0.223，p的單位為bar。而言、用它來估計q時最大誤差可達100％。另外，系數Cwl的確定也是引起誤差的一個方面。今設在給定的溫差下，由于Cwl的取值偏高了20％，試估算熱流密度的計算值會引起通過具體的計算來說明。1q12WL21q2q117-29、用直徑為1mm、電阻率1.1106m的導線通過盛水容器作為加熱元件。試確定，在ts=100℃時為使水的沸騰處于核態沸騰區，該導線所能允許的最大電流。1R1.1 R R，按Ohm定律，3456,不銹鋼管的方法加熱。為了能在電壓不高于220v的情形下演示整個核態沸騰區域，試估算所需的不銹鋼管的每米長電阻應為多少，設選定的不銹鋼管的直徑為3mm，長為l00mm。104N/mmaxmax24qmaxmaxU2U2IRR按照ohm定律，R，故該件的電阻11上該壓力下qqmax661.1106＝0.703106W/m2；在壓力為高3.5m，冷凝溫度比壁溫高4.4℃。試問在冷凝器的設計計算中可否采用層流液膜的公式。物性參數可按3量(銅管的熱阻可不考虜)。解：本題需要假設壁溫tw，正確的壁溫值應使管內與管外的對流換熱量相等。管內X104W／m2，硅片的側面及底面絕熱良好。已知制冷劑c1100J/kgK1619kg/m38.21數，設第一個垂直排中有n1根管子，第二垂直排中有n2根，余類推，則總的平均換熱系數可表示為：高3.5m，冷凝溫度比壁溫高4.4℃。試問在冷凝器的設計計算中可否采用層流液膜的公式。物性參數可按3量(銅管的熱阻可不考虜)。解：本題需要假設壁溫tw，正確的壁溫值應使管內與管外的對流換熱量相等。管內X104W／m2，硅片的側面及底面絕熱良好。已知制冷劑c1100J/kgK1619kg/m38.21數，設第一個垂直排中有n1根管子，第二垂直排中有n2根，余類推，則總的平均換熱系數可表示為：mnnz。兩種情形下月球的qmax均為地球上相應情形下的141h0wbvmax24max24161167-32、在一氨蒸發器中，氨液在—組水平管外沸騰，沸騰溫度為-20℃。假設可以把這—沸騰過程近似地作為大容器沸騰看待，試估計每平方米蒸發器外表面所能承擔的最大制冷量。qmaxq103147-33、—直徑為5cm、長10cm的鋼柱體從溫度為1100℃的加熱爐中取出后，被水平地置換熱量及工件的平均溫度下降率。鋼的密度7790kg/m3得296.77W/(m2.K)11TTwb11故1)大容器飽和沸騰h~t2.33thth2..33102..332.69(2)管內湍流V17.78ht之值應滿足：801.51062430.91031600h，即，779346.5Lt，兩式聯立得10144.11031.26201.11062.1441069.8（926.11.967）解得：q＝40有：bd1,332a2a2d,2a910a,d23bc2a120，，如取a1,則得由此解d得：12，1)大容器飽和沸騰h~t2.33thth2..33102..332.69(2)管內湍流V17.78ht之值應滿足：801.51062430.91031600h，即，779346.5Lt，兩式聯立得10144.11031.26201.11062.1441069.8（926.11.967）解得：q＝40有：bd1,332a2a2d,2a910a,d23bc2a120，，如取a1,則得由此解d得：12，hwb解：氣泡內介質與周圍流體達到熱平衡時，有v1s，即要使氣泡長大，應使2T 1650kg/m3c6103N/mvvvws14TT7-35、水在1.013x105Pa的壓力下作飽和沸騰時，要使直徑為0.1mm及1mm的汽泡能在2TT2TsTTv，v7-36、—種冷卻大規模集成電路塊的方法的示意圖如附圖所示。集成電路塊被浸入一種低沸面的溫度tc維持在低于飽和溫度的溫度上。今有若干塊面積為25mm2的集成電路塊浸入一面的溫度t0=15℃(采用其他冷卻劑對其進行冷卻而得以維持)，每個冷凝表面高45mm。試入得：1l（2） 7-37、平均溫度為15℃、流速為1.5m／s的冷卻水，流經外徑為32mm、內徑為28mm的dp3dx。7-4、已知：有儀銅-水熱管，外徑di＝25mm，內徑do＝21mm;蒸發段長0.4m，器管束的熱負荷。名師整理優秀資源990.3kgm3，u606.52382.7uL（t-t）kg，設流面面積(m2)。q解：（1）按Rohsenow公式q6.851041.05入得：r1105g()12.5559203.9859204W/(m2K),t6.67℃，dp3dx。7-4、已知：有儀銅-水熱管，外徑di＝25mm，內徑do＝21mm;蒸發段長0.4m，器管束的熱負荷。名師整理優秀資源990.3kgm3，u606.52382.7uL（t-t）kg，設流面面積(m2)。q解：（1）按Rohsenow公式q6.851041.05入得：r1105g()12.5559203.9859204W/(m2K),t6.67℃，tw56.7℃。按40℃計算凝結換熱：Re4994W/(m2設wm22量vc解：本題需要假設壁溫tw，正確的壁溫值應使管內與管外的對流換熱量相等。36332K)；10552W/(m2K)hAtn與1之差大于3n與1之差小于2取冷凝6992G2.8776992W水不銹鋼制成一熱虹吸管，d＝20mm、lb20mml解：設冷凝段液膜為層流，且按平壁公式計算，計算溫度取為。105W/m219.6KW。t//200℃，t＝240℃，4.34102WmKt//10,t69℃11。38106和)。試估算剛放入時工件表面與水之間的換熱量及工件的平均溫度下降率。鋼的密度發射率0.87790kg1.61076W/m2K(2)當100W時，假定進入核態沸騰區，p根據公式hC2q0.7p0.1510～(1/L)14，hn19.6KW。t//200℃，t＝240℃，4.34102WmKt//10,t69℃11。38106和)。試估算剛放入時工件表面與水之間的換熱量及工件的平均溫度下降率。鋼的密度發射率0.87790kg1.61076W/m2K(2)當100W時，假定進入核態沸騰區，p根據公式hC2q0.7p0.1510～(1/L)14，hn～1/L/(n1)14，14，,16,n16115，設需把直管等分為幾段才能wwhwc1wct1d24143.511102W1 這一溫度與假定值相差太大，影響到物性計算，重設twc85℃，計算液膜的定性溫度為20.681W/(mK)l7-39、為了查明某種肋片管的對流換熱性能，在傳熱風洞中進行了空氣橫掠單排肋片管的徑為20mm，內徑為16mm，管內以壓力為1.013x105Pa的飽和水蒸汽凝結來加熱管外氣流。在—次試驗中測得以下參數：空氣的平均溫度為30℃，總換熱量為2100W。肋片管的在試驗條件下，以基圓面積為計算依據的肋片管的表面傳熱系數。解：按給定條件，管內水蒸汽凝結換熱量等于管外空氣換熱量。17.95250℃，0.59GrPr1434.0,輻射換熱按空腔內包物體模型估計，設翅片表面AT4T/m3，比熱容c470J/kgK，t解：工件置于水容器得瞬間形成了穩定得態沸騰，m得1100100202157.93W3.140.03L，，1146.29.8153.041030.0753431.13及換熱系數之值如下表示：名師整理優秀資源7-飽和溫度為30℃的氨蒸汽在立式冷凝器中凝結。冷凝器中管束417.95250℃，0.59GrPr1434.0,輻射換熱按空腔內包物體模型估計，設翅片表面AT4T/m3，比熱容c470J/kgK，t解：工件置于水容器得瞬間形成了穩定得態沸騰，m得1100100202157.93W3.140.03L，，1146.29.8153.041030.0753431.13及換熱系數之值如下表示：名師整理優秀資源7-飽和溫度為30℃的氨蒸汽在立式冷凝器中凝結。冷凝器中管束43Nun3nnq2100每根管子的凝結換熱量為5420W43t℃，略去壁面熱阻不計，則外壁平均值亦為此值，326W/m2K行了專門的凝結換熱的試驗研究。該冷凝器試驗臺系用兩根布置在同一水平面內的黃銅管組串聯的。冷卻水由入口處的15℃升高到出口處的17℃。黃銅管的外徑為20mm、管壁厚為側按總面積計算的相對熱阻的大小。2963.6kg/m3C0.10105W/(mK)設一個流速水側換熱量l外側熱流密度qn外側hn外側溫度twh外側：dLhphp1444ndq/hndq/hp1p4cnnht4l13372W/m2144.11031.26201.11062.1441069.8（926.11.967）解得：q＝4056106m2/s，1.50.02810.028t25.5℃，847.11溫度曲線再次變得平緩，反應出對流換熱逐漸進入以自然對流為主得區域。7-平均壓力為144.11031.26201.11062.1441069.8（926.11.967）解得：q＝4056106m2/s，1.50.02810.028t25.5℃，847.11溫度曲線再次變得平緩，反應出對流換熱逐漸進入以自然對流為主得區域。7-平均壓力為1.98105Pa的1.0131050.15＝8894.5W/m2K驗證此時的過熱度90945.78894.510.2℃no4087W/(m2K)p液膜平均溫度mnhlottlhAt20058W/m2h2118W/(m25653W/(m2K)K)2573WK)2503WlK)2540W2536W2553Wlqq2032520192W/m2h2109W5713W/(m2K)hh2114W/(m25683W/(m2K)7-41—根外徑為25mm、外壁平均壁溫為14℃的水平管道，穿過室溫為30℃、相對濕度為80％的房間。在管壁外表面上水蒸氣作膜狀凝結，試估算管子每米長度上水蒸氣的凝結量，解：相對濕度為80％，因而從凝結觀點有20％的不凝結氣體即空氣。先按純凈蒸氣凝結來此時水蒸氣分壓力p0.8ps112℃表面傳熱系數1l1==由于不凝氣體的存在，實際凝液量低于此值7-42、在一個氟里昂134a的大容器沸騰試驗臺中，以直徑為12mm、機械拋光的不銹鋼管作為加熱表面，其內為水蒸氣凝結放熱。在一次試驗中，氟里昂134a的沸騰溫8ehd0.023P0.4r2315.870.0150.0231.470.40.6861887.2456104mm名師整理優秀資源x4101mm；2.046101mm。7-當把一杯水倒在一塊赤熱的鐵板面積為25mm2的集成電路塊浸入一，r1.05105J/kg，Cwl0.004，s1.7，集成電路塊式對作積分，并利用t)，0的條件，得。此式表明液厚度與T成正比。容器側壁絕熱使本題可以按一維無限大平37.76kg/m38ehd0.023P0.4r2315.870.0150.0231.470.40.6861887.2456104mm名師整理優秀資源x4101mm；2.046101mm。7-當把一杯水倒在一塊赤熱的鐵板面積為25mm2的集成電路塊浸入一，r1.05105J/kg，Cwl0.004，s1.7，集成電路塊式對作積分，并利用t)，0的條件，得。此式表明液厚度與T成正比。容器側壁絕熱使本題可以按一維無限大平37.76kg/m311qq1394.8kW/m237.76kg/m3R134a，芯片處于穩態運行，其發熱率設計為工質臨界熱流密度為90芯片尺寸為20mmx20mm，直徑d=30mm，冷凝／m。66.57kg/m3解：設處于核態沸騰狀態，利用Rohsenow公式，v，vh11915/52383W/(m2K)m71.837-43、在一臺氟里昂152a的蒸發器中．氟里昂152a在水平管束外沸騰，飽和溫度為-30℃。為使蒸發器能安全有效地工作，規定其最大熱流密度不得超過臨界熱流密MMpp氣壓下沸騰時每小時能產生2.3kg飽和水蒸氣。試確定鍋底干凈時其與水接觸面的溫度。解：ts=100℃表面高45mm。試確定：(1)每個集成電路塊的發熱量；(2)冷卻200個集成電路塊總的所需要的冷凝表2lg0.40.1995，h903948220.671020.50.3240.19950.48950mm的鋼管內(經機械拋光后的不銹鋼管)，而該兩根鋼管置于水內。設所加入的電功率均用來產生蒸汽，試計算氣壓下沸騰時每小時能產生2.3kg飽和水蒸氣。試確定鍋底干凈時其與水接觸面的溫度。解：ts=100℃表面高45mm。試確定：(1)每個集成電路塊的發熱量；(2)冷卻200個集成電路塊總的所需要的冷凝表2lg0.40.1995，h903948220.671020.50.3240.19950.48950mm的鋼管內(經機械拋光后的不銹鋼管)，而該兩根鋼管置于水內。設所加入的電功率均用來產生蒸汽，試計算34q1（2）LhwL,qt7-45、一種同時冷卻多個芯片模塊的方法如附圖所示。已知冷凝管內徑d＝10mm，外徑d0=11mm，水平放置，進水溫度為15℃,出水溫度為45℃，芯片所產生的熱量均通過尺寸為100mmX100mm的沸騰換熱表 5563qA105pq t234qdL的表面溫度tw＝70℃。冷凝表面的溫度t0=15℃(采用其他冷卻劑對其進行冷卻而得以維持)，每個冷凝.88610221.721103431.8510431.851043.10104888.610421257.1103Ja4220102257.1r=＝53.5J，c4220，rtw)代表了汽化潛熱與液視，其中零重力下的凝結與沸騰是一個重要的課題。對于管內強制對流凝結，在零重力下可以認為液膜均勻地分布ww1的表面溫度tw＝70℃。冷凝表面的溫度t0=15℃(采用其他冷卻劑對其進行冷卻而得以維持)，每個冷凝.88610221.721103431.8510431.851043.10104888.610421257.1103Ja4220102257.1r=＝53.5J，c4220，rtw)代表了汽化潛熱與液視，其中零重力下的凝結與沸騰是一個重要的課題。對于管內強制對流凝結，在零重力下可以認為液膜均勻地分布ww1 wwwwww1133W/(m2K)0o沸騰表面平均溫度twb冷卻水量qm5.391利用D-B公式計算hl：104322LLw0.725440106001(tt)14w10w110；r=400W(m·K))，在x1＝10mm及x2＝25mm處安置了兩個熱電偶以測定該處的溫度。柱體果其它條件不變，但改為與水平方向成30°角，則h為原來的1=0.872=87.2，因而凝結量亦將是現K)Pr估計熱阻之比約為1：25，氟側溫差10℃，tw20℃，tm899.0kg/m3C1809.5m2K)，這一對流換熱量系通過工作表面里層的導熱而傳遞到工作表面上，故有： rhttht964010319.4(Lt)14(Lt)14，7-1設習題7-14中飽和水蒸汽的飽和壓力為1.013X105P ww果其它條件不變，但改為與水平方向成30°角，則h為原來的1=0.872=87.2，因而凝結量亦將是現K)Pr估計熱阻之比約為1：25，氟側溫差10℃，tw20℃，tm899.0kg/m3C1809.5m2K)，這一對流換熱量系通過工作表面里層的導熱而傳遞到工作表面上，故有： rhttht964010319.4(Lt)14(Lt)14，7-1設習題7-14中飽和水蒸汽的飽和壓力為1.013X105P wwqphPmrC，芯片底面上的電路產生的功率在硅vq4006.66105Wh,ww，ww，ww，39135W/(m2K)0.683W/(mK)C3913590q0.67M0.5，MP0.5PP0.5Pmr221MPa39135W/(m2K)mm7-47、一塊厚2.5mm的硅芯片用飽和溫度為P,P135W/mK片的上表面上形成了一個均勻的熱流密度q＝55X104W／m2，硅片的側面及底面絕熱良好。已知制冷劑1619kg/m313.5kg/m3底面上的電路可近似地看成厚0.05mm得條件，從汽－液分界面上釋放出得汽化潛熱均通過d液得導熱而傳到底面上的，于是有：ld其中為時間，將此℃。lt30.941515.94，u943.3106kg/(ms)℃，h0.725943.3106061920.05353440106001(tt)2086.4(57t)14，14，31.221(5740.020.450000,41R563.19104KW,d0d。內部熱阻＝23456142.49K得條件，從汽－液分界面上釋放出得汽化潛熱均通過d液得導熱而傳到底面上的，于是有：ld其中為時間，將此℃。lt30.941515.94，u943.3106kg/(ms)℃，h0.725943.3106061920.05353440106001(tt)2086.4(57t)14，14，31.221(5740.020.450000,41R563.19104KW,d0d。內部熱阻＝23456142.49Kx2201 由通過芯片的穩態導熱確定t1：0.005135tt1w5.5104電路層中的導熱是有內熱原的平板導熱，據二章五節，有： 021c122 軸向流速u的分布及其平均值的計算式(式中可包含壓力梯度及界面切應力)。質量守恒：u2u 0dy20（a）（b）（c1dpy2顯熱降之比;進rJ一步一般化可寫為p結、沸騰、熔化、凝固等都可以用得上）。t開x＝0處為0.1m、0t)14，101.883lnt35wt45w(57t)1457t，經試湊計算，得tw45.5℃。t11)所需的冷卻水量；(2)平均的冷凝管壁面溫度；(3)平均的沸騰表面溫度；(4)所需冷卻水管的長度。對稱的條件．導出穩態下適合本例的動量方程：2ur21urrlvg0顯熱降之比;進rJ一步一般化可寫為p結、沸騰、熔化、凝固等都可以用得上）。t開x＝0處為0.1m、0t)14，101.883lnt35wt45w(57t)1457t，經試湊計算，得tw45.5℃。t11)所需的冷卻水量；(2)平均的冷凝管壁面溫度；(3)平均的沸騰表面溫度；(4)所需冷卻水管的長度。對稱的條件．導出穩態下適合本例的動量方程：2ur21urrlvg0進一步，利用兩個邊界條件，導出截面 2h＝5000W（m2K）W（m2K）RRRRRR R3c1 l7-49、、已知：有儀銅-水熱管，外徑di＝25mm，內徑do＝21mm;蒸發段長0.4m，發與凝結得表面傳熱系數分別為e、hch6000W（m2K）與冷凝段的管外表面傳熱系數均為90。試計算該熱管的內部熱阻在傳熱過程0,41R563.19104KW,d0d142.49KW1R3538.6R2RRRR7217.9KRRR1104KW,27-50、一尺寸為10mm×10mm、發熱量為100W的大規模集成電路，其表面最高允許溫度不能高于75度，環境溫度為25度，試設計一能采用自然對流來冷卻該電子元件的熱解：可采用下圖冷卻裝置。的點。解：此時在熾熱的表面上形成了穩定的膜態沸騰，小水滴在氣膜上蒸發，被上升的蒸汽帶動，形成跳動，在/(kgK)，l，tt15.3t10015.384.7℃?？梢妼wc的影響不大。551.1（3）冷左p另外xg，＜＜1(ru)()g(，1(ru)g()lv，兩邊乘以r并積分兩次得：，，將這兩個表達排內的平均管排數為20，管壁溫度為15的點。解：此時在熾熱的表面上形成了穩定的膜態沸騰，小水滴在氣膜上蒸發，被上升的蒸汽帶動，形成跳動，在/(kgK)，l，tt15.3t10015.384.7℃?？梢妼wc的影響不大。551.1（3）冷左p另外xg，＜＜1(ru)()g(，1(ru)g()lv，兩邊乘以r并積分兩次得：，，將這兩個表達排內的平均管排數為20，管壁溫度為15℃，凝結壓力為4.5x103Pa，試估算純凈水蒸汽凝結時管束的設22m1bp21m1323hc6.42Wm2Kc輻射換熱按空腔內包物體模型估計，設翅片表面cr，考慮到輻射計算中未計算翅片間的輻射，因而上述結構可以認為能滿足在自然對流情況下散發100W熱量的要求。解：按逆流計算。溫度t30℃，熱管外徑為40mm，壁厚1.5mm。蒸發段與冷凝段各長1m。管子采用叉動截面上的流速均為10ms。試確定t。對換熱表面上無結垢及有結垢（污垢熱阻為RA＝0.0004m2KW）的情形分別進行計算。熱管換熱器的兩端各置于截面尺寸為1000mm×1200mm的方形通道內。煙、空氣壓力均可按1各物理大氣壓計算。319.6KW4.34102WmKW1R3538.613.140.0350.4901.73675.8563.191.736104104間平均溫差的方法。解：按逆流計算。7-5有一臺煙氣-空氣換熱器如圖所示。已知煙氣進口溫度t＝280℃后管壁溫度及其他條件都保持不變。試導出加罩后全管的平均表面傳熱系數與未加罩時的平均表面傳熱系數間的關m，長為l00mm。2257.1103J/kg，104N/m阻應為466.7。0.5977kg/m31mph0Regd2d1d2d1mW1R3538.613.140.0350.4901.73675.8563.191.736104104間平均溫差的方法。解：按逆流計算。7-5有一臺煙氣-空氣換熱器如圖所示。已知煙氣進口溫度t＝280℃后管壁溫度及其他條件都保持不變。試導出加罩后全管的平均表面傳熱系數與未加罩時的平均表面傳熱系數間的關m，長為l00mm。2257.1103J/kg，104N/m阻應為466.7。0.5977kg/m31mph0Regd2d1d2d1mRe＝1062108611再取319600292.7Wm2K89.6Wm2K,Rf1Ah00 11A11A1 AhAhAh11t