傳遞過(guò)程原理課后習(xí)題解答

1、【7－2】常壓和】常壓和30℃的空氣，以的空氣，以10ms的均勻流速流過(guò)一薄平面表面。試用精確解求距平的均勻流速流過(guò)一薄平面表面。試用精確解求距平板前緣板前緣10cm處的邊界層厚度及距壁面為邊界層厚度一半距離時(shí)的處的邊界層厚度及距壁面為邊界層厚度一半距離時(shí)的、、、壁面、壁面xuyuxuy??局部阻力系數(shù)局部阻力系數(shù)、平均阻力系數(shù)、平均阻力系數(shù)的值。設(shè)臨界雷諾數(shù)的值。設(shè)臨界雷諾數(shù)。DxCDC5510xcRe??解：已知流速解：已知流速u＝

2、10ms；查表得；查表得30℃空氣的密度空氣的密度ρ＝1.165kgm3；30℃空氣的粘度空氣的粘度μ＝1.86105Pas所以流動(dòng)為層流所以流動(dòng)為層流4550.1101.165Re6.26105101.8610xxu????????????1241235.0Re5.00.1(6.2610)2102xmmm????????????在處，處，21ymm???305101.1651102.51.86100.1uyx???????????查表

3、得：當(dāng)查表得：當(dāng)時(shí)，時(shí)，2.5??0.7510.217ff?????0100.757.51xuufms?????01()0.01752yuuffmsx??????3005.4310xuuufsyx????????1230.664Re2.6510DxC?????1231.328Re5.3010DC?????【7－3】常壓和】常壓和303K的空氣以的空氣以20ms的均勻流速流過(guò)一寬度為的均勻流速流過(guò)一寬度為1m、長(zhǎng)度為、長(zhǎng)度為2m的平面表的

4、平面表面，板面溫度維持面，板面溫度維持373K，試求整個(gè)板面與空氣之間的熱交換速率。設(shè)，試求整個(gè)板面與空氣之間的熱交換速率。設(shè)。5510xcRe??解：解：已知已知u＝20ms定性溫度定性溫度303373338K652mT????℃在定性溫度（在定性溫度（65℃）下，查表得空氣的密度℃）下，查表得空氣的密度ρ＝1.045kgm3；空氣的粘度；空氣的粘度μ＝2.035105Pas；空氣的熱導(dǎo)率；空氣的熱導(dǎo)率，普蘭德準(zhǔn)數(shù)，普蘭德準(zhǔn)數(shù)Pr=0

5、.695222.9310()WmK????＝首先計(jì)算一下雷諾數(shù)，以判斷流型首先計(jì)算一下雷諾數(shù)，以判斷流型，所以流動(dòng)為湍流，所以流動(dòng)為湍流6552201.045Re2.053105102.03510LLu????????????精確解精確解134545120.0365(18.19)mLxcxcPrReReReL?????所以所以20.5110.5110.0250.02980.54.1830.0655()444mpmducWmKL?????

6、??????注：本題不能采用恒壁溫條件下的注：本題不能采用恒壁溫條件下的Nu=3.658來(lái)計(jì)算對(duì)流傳熱系數(shù)，因?yàn)闇囟冗吔鐚觼?lái)計(jì)算對(duì)流傳熱系數(shù)，因?yàn)闇囟冗吔鐚舆€沒(méi)有充分發(fā)展起來(lái)。還沒(méi)有充分發(fā)展起來(lái)?！?－5】溫度為】溫度為，速度為，速度為的不可壓縮牛頓型流體進(jìn)入一半徑為的不可壓縮牛頓型流體進(jìn)入一半徑為的光滑圓管與壁面進(jìn)的光滑圓管與壁面進(jìn)0T0uir行穩(wěn)態(tài)對(duì)流傳熱，設(shè)管截面的速度分布均勻?yàn)樾蟹€(wěn)態(tài)對(duì)流傳熱，設(shè)管截面的速度分布均勻?yàn)椤徇吔鐚右?/p>

7、在管中心匯合且管壁面熱通、熱邊界層已在管中心匯合且管壁面熱通0u量恒定，試推導(dǎo)流體與管壁間對(duì)流傳熱系數(shù)的表達(dá)式。量恒定，試推導(dǎo)流體與管壁間對(duì)流傳熱系數(shù)的表達(dá)式。解：本題為流體在圓管內(nèi)流動(dòng)問(wèn)題，柱坐標(biāo)系下的對(duì)流傳熱方程在可簡(jiǎn)化為解：本題為流體在圓管內(nèi)流動(dòng)問(wèn)題，柱坐標(biāo)系下的對(duì)流傳熱方程在可簡(jiǎn)化為（1）1zuTTrazrrr?????????????由于管截面的速度分布均為由于管截面的速度分布均為，即，即常數(shù)。管壁面熱通量恒定時(shí)，常數(shù)。管壁面

8、熱通量恒定時(shí)，常數(shù)，常數(shù)，0u0zuu??Tz???于是方程（于是方程（1）可簡(jiǎn)化為）可簡(jiǎn)化為（2）01dddddduTTrrrraz????????常數(shù)方程（方程（2）的邊界條件為）的邊界條件為①d00dtrr??②00rTT??對(duì)式（對(duì)式（2）積分得：）積分得：（3）01ddd2duCTTrrazr??再積一次分得：再積一次分得：（4）2012dln4duTTrCrCaz???將邊界條件代入得：將邊界條件代入得：1200CCT??故

9、溫度分布的表達(dá)式為：故溫度分布的表達(dá)式為：（5）200d4duTTrTaz??圓管截面上的主體平均溫度可用下式來(lái)表達(dá)圓管截面上的主體平均溫度可用下式來(lái)表達(dá)002d2diirzzAmrzzAuTrruTdATudAurr????????將式（將式（5）代入得：）代入得：（6）2220000020020dddd4d16d28d2diiriimiriuuTTTrTrrrruTazazTrTazrrr????????????????????根據(jù)