传热学章节练习(2020.04.11)

如图所示的有内热源的二维导热区域中，一个界面绝热，一个界面等温（包括节点4），其余两个界面与温度为t_f的流体对流换热，h均匀，内热源强度为Φ。试列出节点1，2，5，6，9，10的离散方程式。

一表面的定向发射率ε(φ)随φ角的变化如附图所示，试确定该表面的发射率与法向发射率ε_n的比值。

已知一表面的光谱吸收比与波长关系如附图所示，在某一瞬间，测得表面温度为1000K。投入辐射按波长分布的情形示于附图b。试：
（1）计算单位表面积所吸收的辐射能；
（2）计算该表面的发射率及辐射力；
（3）确定在此条件下物体表面的温度随时间如何变化，设物体无内热源，没有其他形式的热量传递

有一套管换热器，管内为φ54×2mm，套管为φ116×4mm的钢管，内管中苯被加热，苯进口温度为50℃，出口温度为80℃，流量为4000kg/h。环隙为133.3℃的饱和水蒸气冷凝，其汽化热为21681KJ/kg，冷凝传热膜系数为11630w/m².k。苯在50℃~80℃之间的物性参数平均值为密度ρ=882KJ/m³，比热c_p=1.86KJ/kg.℃，粘度μ=0.39×10^-3Ns/m²，导热系数λ=0.134w/m.k，管内壁垢阻为0.000265m²/w，管壁及管外侧热阻不计。试求： 
（1）加热蒸汽消耗量； 
（2）所需的传热面积（以内管外表面计）。 
（3）当苯的流量增加50%，要求苯的进出口温度不变，加热蒸汽的温度应为多少？

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。