传热学第四版课后题答案第九章(3)

X3,4'?即

1?A3?4X3?4,3'?4'?2A3X3,3'??X3?4,3'?4'?X3,3'2A3。

由图（8-8）查得：

X3?4,3'?4'?0.24，

X3,3'?0.2，

?X3,4'?0.24?0.2?0.04，

?X3,1?X3,3'?2X3,4'?0.2?0.04?2?0.28为以下应用方便写出算式如下：

X1,3?，而

A31X3,1??0.28?0.0933A13，

X1,3??A3AA?AX3,1?3?X3,1??2X3,4'??3?X3,3'?3?4X3?4,3'?4'?2X3,3'?A1A1A1?A3?。

X1,5

9-17、已知：如图。求：

解：首先利用上题的结果：

X1?2,4?X1,4?X2,4?0.0933X1?2,3?4?5?0.26，

，

，

，

X1,3?4?5?X1,3?X1,4?X1,5，

X1?2,3?4?5?X1,3?4?5?X2,3?4?5?0.26?X1,3?X1,5?0.26?0.093?0.167再研究表面1与2'、3'、4'间的关系，利用上题结果有：

X1,3'?X1,3'??A3'?A3'?4'X?X?2X?3',3\3'?4',3\?4\3',3\?A1?A3'?,X3',3\?0.147，X3'?4',3\?4\?0.2，

1?0.147?2?0.2?2?0.147??0.0843X1,2'?3'?4'?0.2263；，

X1,2'?X1,4'?0.226?0.0843?0.07092，

。

。

而

X1,2'?3'?4'?X1,2'?X1,3'?X1,4'，即

?X1,2'?3'?X1,2'?X1,3'?0.0709?0.0843?0.155故

黑体表面的换热

X1,5?0.167?X1,3?0.167?X1,2'?3'?0.167?0.155?0.0129-18、已知：如图为一管状电加热器。求：从加热表面投入到圆盘上的总辐射能。 解：如图所示：

做虚拟表面3及4，则可有：其中

X1,3?X1,2?X1,4，即

X1,2?X1,3?X1,4

X1,3，

X1,4为两平行圆盘间辐射角系数（见附图），，

L200??8d1/2?50?0.2525200据d2/2，L；

L100??4d1/2?50?0.525100据d2/2，L，

利用教材中图8-9查出：

X1,3?0.20，

X1,4?0.08

?X1,2?0.20?0.08?0.12按角系数的对称性：

A2X2,1?A1X1,2

A1?/4d22X2,1?X1,2?0.12?A2?d1L1502?0.12??0.0075,4?100?100

表面2发出而落到表面1上的辐射能应为：

??2,1?A2Eb2X2,1?5.67?10?8?9004??4?0.052?0.12?8.76W。

9-19、已知：两块平行的黑体表面1、3表面温度为已知。其间置入一透明平板2，温度维持在某个值T2，其发射率、反射比及透射比各为?2、?2及?2。 求：表面1单位面积上净辐射换热量的表达式。 解：

平板1的单位面积上的净辐射换热量为：

q??0T14???0T34?2??0T24?2??0T14?2?。

9-20、已知：一有涂层的长工件表面采用如图所示方法予以加热烘干，加热器表面

Ts＝800K，

?T＝1，工件表面T?＝500K，??＝1。工件及加热表面在垂直于纸面方向均为无限长。bs＝

0.15m，

b?＝0.3m，l＝0.2m。对流不考虑，工件的另一面绝热。（1）环境为300K的大空间；

（2）环境是绝热的。

求：上面两种情形下施加在单位长度

加热器上的电功率。 解：如图所示：

（1） 环境为300K的黑体，则单位长度的加热表面的辐射换热量为：

4444?L??0As?XT?T?XT?T?????s,?s?s,surssur??，利用交叉线法：

Xs,p?0.301?2?0.2136?20.602?0.4272??0.5827X?1?Xs,p?0.41732?0.150.3，s,sur，

4444??L?5.67?10?8?0.15??0.583?800?500?0.417?800?300????????5.67?0.15???0.583??4096?625??0.417??4096?81??? ，

?0.8505??2023.6?1674.3??0.8505?3697.9?3145W/m（2） 设环境为重复辐射表面，则：

Xs,p?0.583，

Xs,sur?0.417Xp,s?Xs,pAs0.15?0.583??0.292Ap0.3Ebs?EbpReq，

，

Xp,sur?1?Xp,s?1?0.292?0.708。

?L?因此有：

111??ReqRs,pRs,s?Rp,s，

Rs,p?Rs,s?Rp,s?11??11.435m?1AsXs,p0.15?0.583， 11??15.987m?1AsXs,sur0.15?0.417， 11??4.708m?1ApXp,s0.3?0.708，

?1?111Req?1/??????R??s,pRs,s?Rp,s?1/11.435?1/?15.987?4.708?0.08745?0.048321??7.365m?10.13577

?L?5.67?10?8??8004?5004?7.365?5.67??4096?625??2672W/m7.365。

9-21、已知：两个面积相等的黑体被置于一绝热的包壳中。温度分别为T1与T2，且相对位置是任意的。

求：画出该辐射换热系统的网络图，并导出绝热包壳表面温度解：如图所示，只考虑两黑体相互可见部分的辐射换热。

T3的表达式。

则表面1、2、3组成三表面的换热系统。由网络图可知：即又

Eb1?Eb3E?Eb2?b31/?A1X1,3?1/?A2X2,3?，

A1X1,3?Eb1?Eb3??A2X2,3?Eb3?Eb2??A1?A2A1X1,2?A2X2,1?X1,2?X2,1。及，；

X1,2?X1,3?1，

X2,1?X2,3?1?X1,3?X2,3，

。这样上述平衡式转化为：

Eb3?A1X1,3Eb1?A2X2,3Eb2A1X1,3?A2X2,3?Eb1?Eb2T14?T2444T?T?3322，或，即

T14?T242。

9-22已知：如果习题9-19中透明板的温度不是用外部方法维持在一定的值，而是受板1及板3的作用而趋于某一个稳定的值。板2的两个表面温度相等并且不变。 求；板1的辐射换热量。

解：当透明板2温度不再变化时，表面1上净的辐射放热量等于表面3的净辐射吸热量，于是按8-19题的结果有：

q1??0T14???0T34?2??0T24?2??0T14?2?，

q3??0T34???0T14?2??0T24?2??0T34?2?，

4444444q1??q3，?2?0T2?2??0?T1?T3???0?2?T1?T3???0?2?T1?T3?，

由此可得出

T2，从而可得出q1及q3。

0

0

实际物体表面的辐射换热

9-23、两块平行放置的平板表面发射率均为0.8，温度t1=527C及t2=27C，板间远小于板的宽度与高度。试计算：（1）板1的自身辐射；（2）对板1的投入辐射；（3）板1的反射辐射；（4）板1的有效辐射；（5）板2的有效辐射（6）板1、2间的辐射换热量。

解：(1)板1的本身辐射E1??Eb1?0.8?5.67?10?8?(527?273)4?18579.5W/m2(2)对板1的投入辐射：首先计算两板间的换热量：q1?2Eb1?Eb25.67?10?8?(8004?3004)??1/?1?1/?2?12/0.8?1?15176.7W/m2由J1?G1?q1?2(3)板1的反射辐射：G1(1??)＝4253.5?(1?0.8)?850.7W/m2(4)板1的有效辐射J1?E1?G1(1??)＝18579.5?850.7?19430.2W/m2(5)板2的有效辐射：J2?G1?4253.5W/m2(6)板1，2间的辐射换热量：q1?2＝15176.7W/m2

J1?E1?G1(1??)则G1?(E1?q1?2)/??(18579.5?15176.7)/0.8?4253.5W/m29-24、已知：两块无限大平板的表面温度分别为t1及t2，发射率分别为?1及?2。其间遮热板的发射率为?2。

求：稳态时三板之间辐射换热的网络图。

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库传热学第四版课后题答案第九章(3)在线全文阅读。