已知：一输送冷空气的方形截面的管道，水平地穿过一室温为28℃的房间，管道外表...

问答题 已知：一输送冷空气的方形截面的管道，水平地穿过一室温为28℃的房间，管道外表面平均温度为12℃，截面尺寸为0.3m×0.3m。注意：冷面朝上相当于热面朝下，而冷面朝下则相当于热面朝上。水平板热面向上时有：

求：每米长管道上冷空气通过外表面的自然对流从房间内带走的热量。

参考答案：

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1.问答题已知：一池式换热设备由30个竖直放置的矩形平板组成，每块板宽0.3m，高0.5m，两版之间的距离很大，热边界层的发展不会受到影响。冷却剂为水，温度为20℃.板面的温度均匀，最高允许温度为100℃。求：这一换热设备的最大换热量。

参考答案：

2.问答题已知：有人认为，一般房间的墙壁表面每平方米面积与室内空气的自然对流换热量相当于一个家用白炽灯泡的功率。设墙高2.5m，夏天墙表面温度为35℃，室内温度25℃；冬天墙表面温度为10℃，室内温度为20℃。求：对冬天与夏天的两种典型情况作估算，以判断这一说法是否有根据。

参考答案：

3.问答题已知：一块有内部加热的正方形薄平板，边长为30cm，被竖直的置于静止的空气中，空气温度为35℃，辐射散热量可以表示成牛顿冷却公式的形式，相应的h=8.52w/(m².k)。表面温度不允许超过150℃。求：所允许的电加热器的最大功率.

参考答案：

4.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：

5.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：

6.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：

7.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：

8.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：

9.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：

10.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：