一单层玻璃窗，高1.5m，宽1m，玻璃厚3mm，玻璃的导热系数为λ=1.05...

问答题一单层玻璃窗，高1.5m，宽1m，玻璃厚3mm，玻璃的导热系数为λ=1.05W/（m·K），室内外的空气温度分别为20℃和5℃，室内、外空气与玻璃窗之间对流传热的表面传热系数分别为h₁=5W/（m²·K）和h₂=20W/（m²·K），试求玻璃窗的散热损失及玻璃的导热热阻、两侧的对流传热热阻。

参考答案：

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1.问答题 在某一产品的制造过程中，在厚度δ_s=1.0mm 的基板上紧贴了一层透明的薄膜，其厚度为δ_f=0.2mm。薄膜表面有一冷却气流流过，其温度为t_f=20℃，对流传热的表面传热系数为h=40 W/（m²·K）。同时，有一股辐射能q透过薄膜投射到薄膜与基板的结合面上，如图所示。已知，基板的另一面维持在温度t₁=30℃，生产工艺要求薄膜与基板结合面的温度t₀为60℃，薄膜的导热系数为λ_f=0.02 W/（m·K），基板的导热系数为λ_s=0.06 W/（m·K）。投射到结合面上的辐射热流全部可全部被结合面吸收，薄膜对60℃的辐射是不透明的。试确定辐射密度应为多大。

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2.问答题用特定的仪器测得，一黑体炉发出的波长为0.7μm的辐射能（在半球范围内）为10⁸w/m³，试问该黑体炉工作在多高的温度下？该工况下辐射黑体炉的加热功率为多大？辐射小孔的面积为4×10^-4m²。

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3.问答题人工黑体腔上的辐射小孔是一个直径为20mm的圆，辐射力E_b=3.72×10⁵w/m²。一个辐射热流计置于该黑体小孔的正前方l=0.5m处，该热流计吸收热量的面积为1.6×10^-5m²。问该热流计所得到的黑体投入辐射是多少？

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4.问答题一炉膛内火焰的平均温度为1500K，炉墙上有一着火孔。试计算当着火孔打开时从孔向外辐射的功率。该辐射能中波长为2μm的光谱辐射力是多少？

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5.问答题把太阳表面近似地看成是T=5800K的黑体，试确定太阳发出的辐射能中可光所占的百分数。

参考答案：

可见光波长范围是0.38～0.76μm

6.问答题直径为1m的铝制球壳内表面维持在均匀的温度500K，试计算置于该球壳内的一个实验表面所得到的投入辐射。

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7.问答题一电炉的电功率为1KW，炉丝温度为847℃，直径为1mm。电炉的效率为0.96。试确定所需炉丝的最短长度。

参考答案：

得L=3.61m

8.问答题 实验研究发现，沸腾换热的临界热流密度与液体的汽化潜热、蒸汽密度、表面张力及汽泡直径参有关。试用量纲分析法证明：式中C为待定常数。

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9.问答题 有一台烟气-空气换热器如图所示。已知烟气进口温度t₂₁=280℃，空气进口为温度t₂=30℃，热管外径为40mm，壁厚1.5mm。蒸发段与冷凝段各长1m。管子采用叉排布置，s₁/d=2，s₂/d=1.5，在流动方向为20排，迎风方向为15排。气体在最窄流动截面上的流速均为10m/s。试确定t"₂。对换热表面上无结垢及有结垢（污垢热阻为R_A=0.0004m².k/w）的情形分别进行计算。热管换热器的两端各置于截面尺寸为1000mm×1200mm的方形通道内。烟、空气压力均可按1各物理大气压计算。

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10.问答题一尺寸为10mm×10mm、发热量为100W的大规模集成电路，其表面最高允许温度不能高于75度，环境温度为25度，试设计一能采用自然对流来冷却该电子元件的热管冷却器。

参考答案：

可采用下图冷却装置。