已知：假设把人体简化为直径为30mm、高1.75m的等温竖柱体，其表面温度比...

问答题已知：假设把人体简化为直径为30mm、高1.75m的等温竖柱体，其表面温度比人体体内的正常温度低2℃。不计柱体两端面的散热，人体温度37℃，环境温度25℃。求：该模型位于静止空气中时的自然对流换热量，并与人体每天的平均摄入热量（5440kJ）相比较。

参考答案：

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1.问答题 已知：一根l/d=10的金属柱体，从加热炉中取出置于静止空气中冷却。
求：从加热冷却的观点，柱体应是水平放置还是垂直放置（设两种情况下辐射散热相同）？估算开始冷却的瞬间在两种放置的情形下自然对流冷却散热量的比值。两种情形下的流动均为层流（端面散热不计）。

参考答案：

在开始冷却的瞬间，可设初始温度为壁温，因而两种情形下t_w相同。
近似地采用稳态工况下获得的准则式来比较，则有：

2.问答题已知：一竖直圆管，直径为25mm、长1.2m，表面温度为60℃。把它置于下列两种环境中:15℃、1.013×10⁵Pa下的空气；15℃，2.026×10⁵Pa下的空气。在一般压力范围内（大约从0.1×10⁵Pa），空气的η、c_p及λ可认为与压力无关。求：比较其自然对流散热量。

参考答案：

3.问答题 已知：将水平圆柱体外自然对流换热的准则式改写为以下的方便形式：，其中系数C取决于流体种类及温度。
求：对于空气及水，试分别计算t_m=40℃、60℃、80℃的三种情形时上式中的系数C之值。

参考答案：

设水平圆柱外自然对流换热为层流

对水t_m=60°C
物性参数为：

4.问答题已知：某锅炉厂生产的220t/h高压锅炉，其低温段空气预热器的设计参数为：叉排布置，s₁=76mm,s₂=44mm、管子Φ=40mm×1.5mm，平均温度为150℃的空气横向冲刷管束，流动方向上总排数为44。在管排中心线截面上的空气流速（即最小截面上的流速）为6.03m/s。管壁平均温度为185℃。求：管束与空气间的平均表面传热系数。

参考答案：

5.问答题已知：一管道内径为500mm，输送150℃的水蒸气，空气以5m/s的流速横向吹过该管，环境温度为-10℃。求：单位长度上的对流散热量。

参考答案：

6.问答题已知：直径为10mm的电加热置于气流中冷却，在Re=4000时每米长圆柱通过对流散热散失的热量为69W。现在把圆柱直径改为20mm，其余条件不变（包括t_w）。求：每米长圆柱散热为多少。

参考答案：

7.问答题已知：要把一座长1km、宽0.5km、厚0.25km的冰山托运到6000km以外的地区，平均托运速度为每小时1km。托运路上水温的平均值为10℃。可认为主要是冰块的底部与水之间有换热。冰的融解热为3.34×10⁵J/kg，当Re>>5×10⁵时，全部边界层可以认为已进入湍流。求：在托运过程中冰山的自身融化量。

参考答案：

按流体外掠平板的边界层类型问题来处理，定性温度
按纯水的物性来计算，对局部Nusselt数计算式做〔0,L〕的积分，得：Q

8.问答题已知：飞机的机翼可近似的看成是一块置于平行气流中的长2.5m的平板，飞机的飞行速度为每小时400km。空气压力为0.7×10⁵Pa，空气温度为-10℃。机翼顶部吸收的太阳能辐射为800W/m²，而其自身辐射略而不计。求：处于稳态时机翼的温度（假设温度是均匀的）。如果考虑机翼的本身辐射，这一温度应上升还是下降？

参考答案：

不计自身辐射时，机翼得到的太阳能辐射=机翼对空气的对流换热。

9.问答题已知：一摩托车引擎的壳体上有一条高2cm、长12cm的散热片（长度方向与车身平行）。t_w=150℃，如果t_∞=20℃，车速为30km/h，而风速为2m/s，车逆风前行，风速与车速平行。求：此时肋片的散热量。

参考答案：

10.问答题已知：冷空气温度为0℃，以6m/s的流速平行的吹过一太阳能集热器的表面。该表面尺寸为，其中一个边与来流方向垂直。表面平均温度为20℃。求：由于对流散热而散失的热量。

参考答案：