1-1为测定某材料的导热系数，用该材料制成厚5mm的大平壁，保持平壁两表面间的温差为30℃，并测得通过平壁的热流密度为6210W/m2。试确定该材料的导热系数。
q=λΔt
δ
⟹λ=q
δ
Δt
=6210×
0.005
30
=1.035W/mK
1-6 在测定空气横掠单根圆管的对流传热实验中，得到如下数据：管壁平均温度
t w=60℃，空气温度t f =20℃，管子外径d =14mm，加热段长L=80mm，输入加热段的功率Φ=8.6kW。如果全部热量通过对流换热传给空气，问此时对流传热的表面传热系数多大？
Q=hA∆t⟹h=
Q
A∆t
=
Q
πdl∆t
=
8600
3.14×0.014×0.08×(60−20)
=61135W/m2K
1-7 一电炉丝，温度为847℃，长1.5m ，直径2mm，表面发射率为0.95。试计算电炉丝的辐射功率。
Q=εσAT4= εσπdlT4=0.95×5.67×3.14×0.002×1.5×(8.47+2.73)4= 798.42W
2-2 厚度为100mm的大平壁稳态导热时的温度分布曲线为t=a+bx+cx2（x的单位为m），其中a=200℃，b=-200℃/m，c=30℃/m2，材料的导热系数为45 W/(m⋅K)。（1）试求平壁两侧壁面处的热流密度；（2）该平壁是否存在内热源？若存在的话，强度是多大？
(1)
q(x)=−λdt
dx
=−45×(b+2cx)=−45×(−200+60x)=9000−2700x
q(0)=9000W/m2q(0.1)= 9000−270=8730W/m2 (2)
q v=8730−9000
0.1
=−2700W/m3
3-5 平壁内表面温度为420℃，采用石棉作为保温材料，若保温材料的导热系数与温度的关系为λ=0.094+0.000125{t}℃ W/(m⋅K)，平壁保温层外表面温度为50℃，若要求热损失不超过340W/m2，问保温层的厚度应为多少？
保温层平均温度
t=0.5×(420+50)=235℃
平均导热系数
λ̅=0.094+0.000125{t}=0.094+0.000125×235=0.1234W/(m⋅K)
q=λΔt
δ
⟹δ=λ
Δt
q
=0.1234×
420−50
340
=0.134m
3-26一种火焰报警器采用低熔点的金属丝作为传感元件，其原理是当金属丝受火焰或高温烟气作用而熔断时，报警系统即被触发。若该金属丝的熔点为500℃，其导热系数为210W/(m ⋅K)，密度为7200kg /m 3，比热为420J/(kg ⋅℃)。正常情况下金属丝的温度为25℃，当突然受到650℃的烟气加热后，为保证在30秒内发生报警信号，问金属丝直径最大为多少？设烟气与金属丝的总换热系数为24 W/(m 2⋅K)。
00exp t t hA t t Vc θτθρ∞∞⎛⎫-==- ⎪-⎝⎭
0.24=
500−65025−650=exp(−24×27200×420R ×30)=exp(−0.0004762R
) R =0.000334m=0.334mm
D =0.668mm
计算Bi 数，可判断满足集总参数分析法的使用条件： Bi =ℎR λ=24×0.000334210=3.82×10−5<0.1
4-5 在一台缩小为实物1/8的模型中，用20℃的空气来模拟实物中平均温度为260℃烟气的对流传热过程。实物中烟气的平均流速为8m/s ，问模型中空气的流速应为多少？若模型中的平均表面传热系数为240W/(m 2⋅K)，求相应实物中的值。在这一实验中，模型与实物中流体的P r 数并不严格相等，你认为这样的模化试验有无实用价值？
求解思路：模型与原设备中研究的是同类现象，单值性条件亦相似，根据相似原理，模型与实物的已定准则Re 、Pr 数和待定准则Nu 数相等。取流体温度为定性温度分别查取空气、烟气的物性参数：ν、λ、Pr 。进而根据模型与实物的Re 、Nu 数对应相等分别求解流速、换热系数。
讨论：模型与实物中流体的P r 数并不严格相等，但考虑到本题中Pr 数并不是影响对流传热的主要因素，而且两个数值相差也不大，因此模化实验的结果仍有工程使用价值。
4-12 水以2m/s 的速度流过内径为20mm 的铜管，进口温度为20℃。设铜管内壁平均温度为90℃。试求将水加热到60℃时所需的管长。
已知：下的空气在内径为76mm 的直管内流动，入口温度为65℃，入口
体积流量为
，管壁的平均温度为180℃。 求：管子多长才能使空气加热到115℃。
Pa 510013.1⨯s m /022.03
解：定性温度℃，相应的物性值为：
在入口温度下，，故进口质量流量：
， ，先按计，
空气在115 ℃时，，65℃时，。
故加热空气所需热量为：
采用教材P165上所给的大温差修正关系式：
。
所需管长：
，需进行短管修正。采用式（5-64）的关系式： ，所需管长为2.96/1.0775=2.75m 。
5-7 试用简捷方法确定附图中的角系数X 1,2。
90211565=+=f t 3/972.0m kg =ρ()()()690
.0Pr ,/105.21,/1013.3,/009.162=⋅⨯=⋅⨯=⋅=--s m kg K m W K kg kJ c p μλ3/0045.1m kg =ρs kg m kg s m m
/10298.2/0045.1/022.0233-⨯=⨯= 4
6
210179065.21076.01416.31010298.244Re >=⨯⨯⨯⨯⨯==-μπd m 60/>d l ()K m W h Nu ⋅=⨯=
=⨯⨯=24.08.00/62.20076.00313.008.50,08.5069.017906023.0()K kg kJ c p ⋅=/009.1()K kg kJ c p ⋅=/007.1()()W t c t c m p p 3.11626510007.111510009.102298.033''""=⨯⨯-⨯⨯⨯=-=Φ 885
.04533631802739027353.053.053.0=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛++=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=w f t T T c ()()m t t dh l f w 96.290180885.062.20076.01416.33.1162==⨯⨯⨯⨯=-Φ=π606.38076.0/96.2/<==d l ()
0775.1/17.0=+=l d c f
∴
