2022年传热学第四版课后题答案第五章.docx
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1、精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -第五章复习题1、试用简明的语言说明热边界层的概念.答:在壁面邻近的一个薄层内,流体温度在壁面的法线方向上发生猛烈变化,而在此薄层之外, 流体的温度梯度几乎为零,固体表面邻近流体温度发生猛烈变化的这一薄层称为温度边界层或热边界层.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2、与完全的能量方程相比,边界层能量方程最重要的特点是什么? 答:与完全的能量方程相比,它忽视了主流方向温度的次变化率2 Ax2,因此仅可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_适用于边界层内,不适用整个流体.3、式( 54)与
2、导热问题的第三类边界条件式(2 17)有什么区分?可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_thy答:ty0( 5 4)t hht wt f (2 11)可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_式( 5 4)中的 h 是未知量,而式(2 17)中的 h 是作为已知的边界条件给出,此外( 2 17)中的为固体导热系数而此式为流体导热系数,式(5 4)将用来导出一个包括h 的无量纲数,只是局部表面传热系数,而整个换热表面的表面系数应当把牛顿冷却公式应用到整个表面而得出.4、式( 5 4)表面,在边界上垂直壁面的热量传递完全依靠导热,那么在对流换热中,流体的流淌起什么作用?答:固体表面
3、所形成的边界层的厚度除了与流体的粘性有关外仍与主流区的速度有关,流淌速度越大,边界层越薄,因此导热的热阻也就越小,因此起到影响传热大小5、对流换热问题完整的数字描述应包括什么内容?既然对大多数实际对流传热问题尚无法求得其精确解,那么建立对流换热问题的数字描述有什么意义?答:对流换热问题完整的数字描述应包括:对流换热微分方程组及定解条件,定解条件 包括,( 1)初始条件(2)边界条件(速度、压力及温度)建立对流换热问题的数字描述目的在于找出影响对流换热中各物理量之间的相互制约关系,每一种关系都必需满意动量, 能量和质量守恒关系,防止在讨论遗漏某种物理因素.基本概念与定性分析5-1 、对于流体外标
4、平板的流淌,试用数量级分析的方法,从动量方程引出边界层厚度可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_的如下变化关系式:1xRex可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解:对于流体外标平板的流淌,其动量方程为:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_uyvuxy1 dv dx2 uxy2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页,共 8 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳
5、 - - - - - - - - - - - -依据数量级的关系,主流方的数量级为1, y 方线的数量级为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_11就有111112v12可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_从上式可以看出等式左侧的数量级为1 级,那么,等式右侧也是数量级为1 级,为使等式是数量级为1,就 v 必需是2 量级.x从量级看为1 级可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1Rex11 1 2ux1111v量级可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_两量的数量级相同,所以x 与1Rex成比例可编辑资料
6、 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_5-2 、对于油、空气及液态金属,分别有Pr1 , Pr1 , Pr1,试就外标等温平可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_板的层流流淌, 画出三种流体边界层中速度分布和温度分布的大致图象(要能显示出与 x的相对大小) .解:如下图:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_5-3 、已知:如图,流体在两平行平板间作层流充分进展对流换热.求:画出以下三种情形下充分进展区域截面上的流体温度分布曲线:( 1) q w1q w2 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - -
7、- 欢迎下载精品_精品资料_(2) q w12 q w2 .( 3)qw10 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解:如下图形:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页,共 8 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_5-4 、已知:某一电子器件的外壳可以简化成如下列图外形.求:定性的画出空腔截面上空气流淌的图像.t ht c .可编辑
8、资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解:5-5 、已知:输送大电流的导线称为母线,一种母线的截面外形如下列图,内管为导体,其中通以大电流,外管起爱护导体的作用.设母线水平走向,内外管间布满空气.求:分析内管中所产生的热量是怎样散失到四周环境的.并定性的画出截面上空气流淌的图像.解:散热方式: ( 1)环形空间中的空气自然对流( 2)内环与外环表面间的辐射换热.5-6 、已知:如图,高速飞行部件中广泛采纳的钝体是一个轴对称的物体.求:画出钝体表面上沿x 方向的局部表面传热系数的大致图像,并分析滞止点s 邻近边界层流淌的状态. (层流或湍流) .解:在外掠钝体的对流换热中,滞止点处的换热强度
9、是很高的.该处的流淌几乎总处层流状态,对流换热的猛烈程度随离开滞止点距离的增加而下降.5-7 温度为 80的平板置于来流温度为20的气流中 假设平板表面中某点在垂直于壁面方向的温度梯度为40 mm,试确定该处的热流密度可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页,共 8 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -边界层概念及分析5-8 、已知:介质为25的空气、水及14 号润滑油,外掠平板边界层的流淌由
10、层流转可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_Re5105u1m / s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_变为湍流的灵界雷诺数求:以上三种介质达到c,.Re c 时所需的平板长度.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解:( 1) 25的空气v =15.5310 6m 2 / s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ux1xRe510 5可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_xv= 15.5310 6x=7.765m可编辑资料 - - - 欢迎下载
11、精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_( 2) 25的水v0.905510 6 m2 / sx=0.45275m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_( 3) 14 号润滑油v313.76210m/ sx=156.85m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_5-9 、已知: 20的水以2m/s 的流速平行的流过一块平板,边界层内的流速为三次多项式分布.求:运算离开平板前缘10cm 及 20cm 处的流淌边界层厚度及两截面上边界层内流体的质量流量(以垂直于流淌方向的单位宽度计).可编辑资料 - - -
12、欢迎下载精品_精品资料_解: 20的水v1.00610 6 m 2 / su2m / s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_( 1)x=10cm=0.1m数 Re x .按( 522)Rexux2v1.000 .0110 6=19880.72小于过渡雷诺可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4.64vx u4.641.00610 620.11.040610 3 m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_u y3设 u2y12y 3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_mud y0uud y0uuud y0
13、u3y1u 022 y 3 d y可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_u 3=4y1 28y 43 0u 3458=998.228=1.298kg / m 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_Re20.02可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_( 2) x=20cm=0.2mvx1.006x10 61.0060.0210 6=39761.43(为尽流)可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4.64u4.6421.4710 3m可编辑资料 - - - 欢迎
14、下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页,共 8 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ymu x d0998.22581.834kg / m2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_5-10 、已知:如图,两无限大平板之间的流体,由于上板运动而引起的层流粘性流淌称为库埃流.不计流体中由于粘性而引起的机械能向热能的转换.
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