温度为20℃的空气从直径d=10mm的喷嘴中以20m/s的速度射出，垂直地冲...

问答题温度为20℃的空气从直径d=10mm的喷嘴中以20m/s的速度射出，垂直地冲击到t_w=100℃的平板上．环境温度t_∞=20℃．试对l/d=2，3，4，5，6五种情形，计算在r/d=2.5-7.5范围内的平均Nu数

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1.问答题已知：一竖直的空心夹层宽0.1m、高3m，两侧壁温度分别为20℃及-10℃。在夹层高度一半处加上一层绝热的隔板，把夹层分成上下两个。求：冷热单位表面间的换热量及此时冷热表面间的换热量如何变化？由此可以得出一些什么看法？

设热量增加8%，所以在一定的变化范围内，采用加隔板的方法可以增强有限空间的自然对流换热。

2.问答题已知：一太阳能集热器吸热表面的平均温度为85℃，其上覆盖表面的温度为35℃，两表面形成相距5cm的夹层。研究表明，当Gr_δPr≤1700时不会产生自然对流而是纯导热工况。求：在每平方米夹层上空气自然对流的散热量。并对本例确定不产生自然对流的两表明间间隙的最大值，此时的散热量为多少（不包括辐射部分）？

参考答案：

导热量反比有自然对流时大，这是因为板间距已远远低于有自然对流时的情形。

3.问答题 已知：一直径为25mm的金属球壳，其内置有电热器，该球被悬吊于温度为20℃的盛水的容器中,特征长度为球的外径，定性温度为
求：为使球体表面温度维持在65℃，电加热功率为多大？

参考答案：

4.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：

5.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：

6.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：

7.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：

8.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：

9.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：

10.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：