已知：两个固体球，初温为600K，t∞=300K，dA=200m...

问答题 已知：两个固体球，初温为600K，t_∞=300K，d_A=200mm，d_B=20mm，
求：把两个球表面冷却到415K及把两球中心冷却到415K所需的时间，并对计算结果作出定性分析。

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1.问答题一钢球直径为10cm，初温为250℃，后将其置于温度为10℃的油浴中。设冷却过程中的表面传热系数可取为200w/(m².k)，问欲使球心温度降低到150℃需要经过多长时间，此时球表面的温度为多少？球的导热系数为λ=44.8w/(m.k)，热扩散率为α=1.229×10^-5m²/s。

参考答案：

2.问答题有一耐热玻璃棒，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)。

参考答案：

3.问答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。

参考答案：

热流密度矢量指向圆柱的中心

4.问答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

参考答案：

5.问答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所允许的时间的终了时刻，壁面中的最大温差

参考答案：

6.问答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为使喷管的最高温度不超过材料允许的温度而能允许的运行时间

参考答案：

7.问答题火箭发动机的喷管在起动过程中受到T_∞=1500K的高温燃气加热，受材料的限制其局部壁温不得大于1500K.为延长运行时间在喷管内壁喷涂了一层厚10mm的陶瓷，其物性参数为λ=10W/(m.K)，α=6×10^-6m²/s。试对此情况下喷管能承受的运行时间作一保守的估计。设内表面与高温燃气间的表面传热系数为h=2500W/(m².K)，喷管的初始温度T₀=300K。

参考答案：

一种保守的估计方法是假定喷管壁面是绝热的，则相当于厚为2δ₁的平板，

8.问答题一块后300mm的板块钢坯（含碳近似为0.5％）的初温为20℃，送于温度为1200℃的炉子里单侧加热，不受热侧面可近似地认为是绝热的。已知钢板热扩散率α=5.55×10^-6m²/s，加热过程中平均表面传热系数为290W/(m².K)，设确定加热到钢板表面温度低于炉温15℃时所需的时间，及此时钢板两表面间的温差。

参考答案：

9.问答题汽轮机在启动一段时间后，如果蒸汽速度保持匀速上升，则汽缸壁中的温度变化会达到或接近这样的工况：壁中各点的温度对时间的偏导数即不随时间而异，又不随地点而变（称准稳态工况）。试对准工况导出汽缸壁中最大温差的计算公式。

参考答案：
把气缸壁作为平壁处理且假定其外表面绝热，如上图所示，则准稳态工况时气缸壁中温度分布可用下列数学式描写：

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10.问答题有两块同样材料的平板A及B，A的厚度为B的两倍，从统一高温炉中取出置于冷流体中淬火。流体与各表面间的表面传热系数均可视为无限大。已知板B中心点的过余温度下降到初值的一半需要20min，问A板达到同样温度工况需要的时间？

参考答案：