问答题

【计算题】有一耐热玻璃棒，直径为25mm，为改善其表面的机械特性，在表面上涂了一层极薄的导热系数很大的金属层。在此金属涂层与芯棒之间平均存在有R_i=0.10m.k/w的热阻。该棒起初处于均匀温度800K，然后突然被置于300K的气流中冷却，表面传热系数h=120w/(m².k)，试确定将该棒的中心温度降低到500K所需的时间。玻璃棒物性参数如下ρ=2600kg/m³，c_p=808J/(kg.k)，λ=3.98w/(m.k)。

答案：

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【计算题】对于一无内热源的长圆柱体的非稳态导热问题，在某一瞬间测得r=2cm处温度的瞬间变化率为－0.5K/s。试计算此时此处圆柱体单位长度上的热流量沿半径方向的变化率，并说明热流密度矢量的方向。已知λ=43W/(m.k)，α=1.2×10^-5m²/s。

答案：

热流密度矢量指向圆柱的中心

【案例分析题】一火箭发动机喷管，壁厚为9mm，出世温度为30℃。在进行静推力试验时，温度为1750℃的高温燃气送于该喷管，燃气与壁面间的表面传热系数为1950W/（m².K）。喷管材料的密度ρ=8400kg/m³，导热系数为λ=24.6W/（m.K），C=560J/（kg.K）。假设喷管因直径与厚度之比较大而可视为平壁，且外侧可作绝热处理求在上述时刻壁面中的平均温度梯度与最大温度梯度

答案：