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问答题

一根裸露的长导线处于温度为t的空气中,试导出当导线通以恒定电流I后导线温度变化的微分方程式。设导线同一截面上的温度是均匀的,导线的周长为P,截面积为Ac比热容为c,密度为ρ电阻率为ρε,与环境的表面传热系数为h,长度方向的温度变化略而不计。若以知导线的质量为3.45g/m,c=460J/(kg.K),电阻值为3.63×10-2Ω/m,电流为8A,试确定导线刚通电瞬间的温升率。

参考答案:


问答题

一热电偶热接点可近似地看成为球形,初始温度为25℃,后被置于温度为200℃地气流中。问欲使热电偶的时间常数tc=1s热接点的直径应为多大?以知热接点与气流间的表面传热系数为350W/(m2.K),热接点的物性为:λ=20W/(m.K),c=400J/(kg.k),ρ=8500kg/m3如果气流与热接点之间还有辐射换热,对所需的热接点直径有何影响?热电偶引线的影响忽略不计。

参考答案:

由于热电偶的直径很小,一般满足集总参数法,时间常数为:

问答题

一具有内部加热装置的物体与空气处于热平衡。在某一瞬间,加热装置投入工作,其作用相当于强度为Q的内热源。设物体与周围环境的表面传热系数为h(常数),内热阻可以忽略,其他几何、物性参数均以知,试列出其温度随时间变化的微分方程式。

参考答案:

问答题

一初始温度为t0的物体,被置于室温为t的房间中。物体表面的发射率为ε,表面与空气间的换热系数为h。物体的体集积为V,参数与换热的面积为A,比热容和密度分别为c及ρ。物体的内热阻可忽略不计,试列出物体温度随时间变化的微分方程式。

参考答案:

由题意知,固体温度始终均匀一致,所以可按集总热容系统处理

问答题

设一根长为l的棒有均匀初温度t0,此后使其两端在恒定的t1(x=0)及t2>t1>t0。棒的四周保持绝热。试画出棒中温度分布随时间变法的示意曲线及最终的温度分布曲线。

参考答案:

由于棒的四周保持绝热,因而此棒中的温度分布相当于厚为l的无限大平板中的分布,随时间而变化的情形定性的示于图中.

问答题

设有五块厚30mm的无限大平板,各用银、铜、钢、玻璃及软木做成,初始温度均匀(20℃),两个侧面突然上升到60℃,试计算使用中心温度上升到56℃时各板所需的时间。五种材料的热扩散依次为170×10-6m2/s、103×10-6m2/s,12.9×10-6m2/s、0.59×10-6m2/s及0.155×10-6m2/s。由此计算你可以得出什么结论?

参考答案:

问答题

在用热电偶测定气流的非稳态温度场时,怎么才能改善热电偶的温度响应特性?

参考答案:要改善热电偶的温度响应特性,即最大限度降低热电偶的时间常数,形状上要降低体面比,要选择热容小的材料,要强化热电偶表面的对...

问答题

在温度变化范围t1~t2之间,若材料的导热系数与温度成线性关系λ(t)=λ0(1+bt),则可采用下列方法来确定系数b:用该材料制成一块厚的平壁,并使其两侧面保持在温度t1及t2,用热电偶测定平壁中间层的温度tc,则t1,t2及tc之值即可确定系数b,试导出b与上述三个温度的关系式。

参考答案:

设一维、稳态、无内热源、常物性导热问题,b>0,在平壁中任一x处:

问答题

在一有内热源的无限大平板的导热问题中,平板两侧面温度分别为t1(x=0处)及t2(x=δ处)。平板内温度分布为(t-t1)/(t2-t1)=c1+c2x2+c3x3。其中c1:c2:c3为待定常数,x=0处的内热源强度为Φ0。试确定该平板中内热源Φ(x)的表达式。

参考答案:

导热系数为常数有内热源的导热微分方程为

问答题

两块不同材料的平板组成大平板。两板的面积分别为A1:A2,导热系数分别为λ1:λ2。如果该大平板的两个表面分别维持在均匀的温度t1:t2,试导出通过该大平板的导热热量计算式。

参考答案:


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