12.流体在管内流动而被加热，已知管长l,m,管径d,m,管内流体质流量M,kg/m2,进口温度t'f,管壁为常热流边界条件，热流密度为q,W/W,请写出计算表面传热系数h及管子进出口端壁温t'w,t''w的详细步骤。
13.关于管内对流换热的热进口段长度有集中表达方式，它们各适
应什么条件？
（1）从管子进口到热边界层在管中心闭合前的一段长度；
（2）当涕/欲=0和h=const前的一段长度；（3）l/d=0.05Re.Pr.
14.外掠平板紊流局部表面传热系数沿板长的变化（图5-7）与
管内紊流进口段局部表面传热系数沿管长的变化（图6-1）两者
有明显的差别，请作一些分析。
15.以薄壁不锈钢管作导体通电加热在管内流动的气体，管子裸露
置于室内，试写出在稳定情况下，该管dx长微元段的热平衡关系。
已知钢管电阻微R,Q/m;电流微I,A。
16.进口温度为10C，质流量为0.045kg/s的空气在直径51mm,长2m的管内被加热，壁温保持200C，试用式（6—4）计算它的表面传热系数和出口温度。
17.黄铜管式冷凝器内径12.6mm,管内水流速1.8m/s,壁温维持80C，冷却水进出口温度分别为28C和34C，管长l/d>20，请用不同的关联式计算表面传热系数。
18.已知锅炉省煤器管壁平均温度为250C,水的进出口温度为
160C和240C，平均流速要求为1m/s，热流密度q=3.84x105W/讹，试求所需管内径和长度（提示：
先按紊流计算，再校核Re）。
19.一盘管式换热器，蛇形管内径d=12mm,盘的直径D=180mm（以管中心距离计），共有四圈盘管。
若管内水进口温度为20C,
平均流速为1.7m/s，壁温为90C，试估计冷却水出口温度。
20.水在热交换器管内被加热，管内径14mm管长2.5m,壁温保持为110C，求水在进口温度为60C及流速u=1.3m/s时，通过热交换器后的温度。
21.管式实验台，管内径0.016m,长为2.5m,为不锈钢管，通以
直流电加热管内水流，电压为5V,电流为911.1A,进口水温47C,
水流速u=0.5m/s,试求它的表面传热系数及换热温度差。
（管子外绝热保温，可不考虑热损失）
22.2.5kg/s的40C的水进入50m讷径的管子，壁温85C,管壁粗糙度为0.0002，若管长为10m,计算出口水温及全管热流量。
23.空气在管内受迫对流换热，已知管径d=51mm管长l=2.6m,空气质流量燮0.0417kg/s,进口温度t'f=30C,管壁的热流密度q=12120W/nf,求该管的平均表面传热系数h,空气在管子进口和出口端的表面传热系数h',h'',出口温度t''f,管壁进口和出口端的壁温t'w,t''w。
实验点
空气温度
管壁温度
最窄截面
风速
换热量
（W）
管径
（mm）
1
23.0
184.8
11.05
288.0
25
2
9.5
152.0
12.67
286.0
25
3
9.1
107.7
25.69
282.0
25
4
21.0
112.4
25.04
282.0
25
5
17.6
105.0
27.60
287.0
25
6
20.6
151.5
13.98
283.0
25
7
23.0
195.0
13.70
520.0
50
8
10.8
160.8
15.65
523.0
50
9
9.6
117.6
29.38
510.0
50
10
21.0
155.0
20.02
517.0
50
11
14.3
136.0
24.04
536.0
50
12
20.2
119.1
34.35
533.0
50
13
21.0
125.0
31.83
519.0
50
14
10.8
104.0
36.94
523.0
50
15
9.5
124.0
17.20
284.0
25
16
21.0
102.0
31.39
280.0
25
24.水以1.3m/s的速度通过内径19mm,长为5.5m的管子，压降为42mmHg,管壁平均温度为80C,管内水平均温度55C，试从类比律求表面传热系数，并与光滑管进行比较。
25.空气在管内以1.27m/s速度流动，平均温度tf=38.5C,tw=57.9C，管内径d=22mm^2.5m,试求空气的表面传热系数。
26.上题空气流速增加到u=3.5m/s，此时tf=58.1C,tw=90.6C,试求表面传热系数。
27.套管换热器，内管外径d=12mm外管内径d2=16mm管长400mm内外管之间的环形流道内水流速u=2.4m/s，平均温度tf=73.1C，内管壁温tw=96C，试求内管外表面的表面传热系数。
28.空气以0.0125kg/s流量流过直径50mm长为6m的圆管，温度由23.5C加热到62C，试求在常壁温换热条件下管壁温度tw,表面传热系数h及换热量中。
（建议用式（6—5）计算表面传热系数）
29.已知椭圆管的长轴2a=26mm,短轴2b=13mm,用它做成的换热器每根管子的水流量为4X10-4nVs。
要求在壁温90C时，把水从32C加热到48Co计算一根管的长度。
如果采用与该椭圆管周长相同的圆管在同样条件下完成水的加热，有需多长的圆管，两者相比差多少（知？
并分析引起差别的原因是什么？
30.空气横向外掠单圆管换热研究试验台，实验管长0.3m,管径
有50mn^H25mnW种，现测得如下表列的16个实验点数据。
试由数据整理出该次实验得到的空气横向外掠单圆管换热准则关联
式。
并构思这种实验台的构造及测试系统。
31.空气以25.5m/s的速度横向外掠直径35mm长0.5m的单圆管，对流换热量为900W,管子前后空气平均温度253C。
试确定管壁温度。
32.直径14mm长1.5m的管状电加热器垂直至于速度为3m/s的
水流中，水流过管子前后的平均温度为55C,设加热器管表面允
许最高温度为95C,计算它的最大允许电功率。
33.空气横向掠过单管，管外径12mm管外最大流速u=14m/s,空气温度tf=30.1C,壁温tw=12C。
求空气的表面传热系数。
34.空气横向掠过6排顺排管束，管束中最窄截面处流速u=15.5m/s，空气平均温度为19.4C，壁温tw=67.8C,管间距S1/d=&/d=1.2,d=19mm,求空气表面传热系数。
35.水横向掠过5排叉排管束，管束中最窄截面处流速u=4.87m/s,平均温度t1=20.2C，壁温tw=25.2C，管间距S/d=S2/d=1.25,d=19mm,求水的表面传热系数。
36.空气横向掠过12排管子组成的叉排加热器，管径d=25mm,管间距&=50mm,&=45mm。
管束的最窄截面处流速u=5m/s,空气平均温度tf=60C，试求管束平均表面传热系数。
如管束改为顺排，其他条件不变，则表面传热系数为多少？
37.试求空气掠过黄铜管束的表面传热系数及出口温度。
已知管束
为叉排，共4排，每排16根管，管长1m,管外径25mm管间距S=50mmS2=37.5mm,管内为1.43x10-5Pa绝对压力的蒸汽，空气进口温度tf1=15C，流量Vo=7500Nm/h。
（提示：
计算中略去蒸汽及管壁热阻）。
38.试确定上题空气掠过管束时消耗的功率、单位面积换热量与功率消耗之比。
已知该叉排管束的阻力系数为
=0.75Re°.2
流过管束的压强降△p=f2pu2（号/Vw）0.14m,N/m2
式中m为排数，u为管间最大流量，m/s.
39.改变地37题中的管间距，令Si、S2按比例缩小或扩大，比例为0.85、0.95、1.05、1.25、及1.5等，在其他条件均不改变的情况下，求单位面积换热量与功率消耗之比的变化。
40.由圆翅片管束（见图5-1）制成的蒸汽一空气加热器。
管束及翅片管的换热及流动阻力计算关联式为
kI.aa0.68II/3r/■■z、，,In0.3r/・■、、，、\0.II34/^^』^\3^^、,』4\
Nu=0.134RePr[（H-S）/H][（H-S）/3]（Re=102X10〉
0.6851/3,・、0.304^\44\
Nu=0.189[1+0.1（S1/d0-2）]RePr（S/H）（Re=2X10~5X10〉
F=37.86Re-0.316（S1/d0）-0927（S1/S2）0.515
上述关联式定性温度为流体平均温度，定型尺寸为管外径do。
已
知管束参数为：
正三角形排列，管间距S=70mm6排，每排20根,
管长1.5m,do=25mm翅片厚8=0.5mm翅片高H=20mm翅片间距
（节距）b=3.5mm空气质流量M=1.8kg/s,管壁温度tw=110C,空
气进口温度tf1=10C，试计算换热量及功率消耗。
41.一厚壁紫铜管，内置电加热器，悬吊于大于水槽中进行水平圆
筒壁白然对流换热实验研究，实验中管壁温度可作为常壁温处理，求水在横管外白然对流表面传热系数，已知管外径d=30mm,水的
平均温度tf=37.1C,壁温tw=64.5C。
在这种情况下的实验数据为什么可以作为常壁温处理？
42.直径50mni勺立管，高0.5m,表面温度90C，空气温度20C,试求管外壁空气白然对流表面传热系数。
43.水平蒸汽输送管外径d=0.3m,tw=450C，环境温度tf=30C,试求每米长管子的白然对流散热损失。
44.外径76mni勺暖气管，横穿室内，tw=100C,室内温度tf=18C,计算管壁白然对流表面传热系数及单位管长散热损失。
45.顶棚表面温度13C,室内温度25C,顶棚4m<5m,试求白然对流换热量及其表面传热系数。
46.倾斜放置，温度为45C的1m1m平板，热面朝上接受辐射热300W/R2,辐射热被全部吸收，然后以白然对流方式散出，环境温度为0C,板背面绝热。
试求稳态时，该板平均温度能达到的最大值。
47.某实际工程设备是一个水平圆筒，其直径达5.5m,表面温度
355C，放置在周围空气温度为35C的环境中，现需要知道它的白然对流表面传热系数，但因为实际设备太大，只能依靠模化实验研究它的表面白然对流换热，为此需要确定模化实验的圆筒模型最小直径是多少？
根据现有条件，有两个模化方案可供选择，第1方案是：
模化实验在空气中进行，模型表面温度为80C,室内空
气温度控制为20C。
第2方案是：
圆筒表面温度控制为80C,并采用温度保持20C的水代替空气在水槽中进行实验。
请计算这两个方案模化所用的实验圆筒直径各为多少？
并对方案的优缺点进行分析。
48.一常壁温竖式散热器，已知高度为650mm在室温15C时，它的平均白然对流表面传热系数为4.82W/（m2•C）,散热面积2宿，试确定表面温度。
该散热器内充油，热源为市电，请计算它的白
然对流散热的电动率。
49.面积为1X1（浦的加热板，垂直吊放在空气中，每边的功率3100VV设其中1/2是以白然对流方式散出的，空气温度为20C,试计算板的局部表面温度及局部表面传热系数沿板高的变化，并绘出它的变化曲线（可每隔0.1m为一个计算点）。
50.若上述电热板置于水中情况如何？
如果再将功率增加10倍，
板表面局部温度及局部表面传热系数又如何？
51.将49题中的板作为常壁温边界条件处理，计算它的壁面温度
［用式（6-19）计算］。
并与作为常热流条件处理时，板的半高度处的壁温相比较。
52.一辐射采暖板twi=120C，空气温度tf=13C，板高0.75m,宽1.8m,热面倾斜45°,求它的白然对流表面传热系数及其对流换热量。
53.某建筑物墙壁内空气夹层厚S=75mm高2.5mm两侧壁温分别为twi=15C,tw2=5C,求它的当量表面传热系数及每平方米通过夹层的热量。
54.在Gn<2000时，垂直空气夹层的换热过程相当于纯导热过程，
试求在这种情况下到热量为最小时的夹层厚度。
已知tw1=15C,
tw2=5C,并求导热量。
55.计算垂直空气夹层的热流密度随夹层厚度的变化，要求每隔1mm为一个计算点，厚度有1mm到50mm,其他条件同例题6-8,即夹层高度为0.5m,两壁温度分别为-15C和15C,将计算结果绘制成图线，并分析热流密度随厚度的变化趋势。
56.计算热面在下的水平空气层的热流密度随夹层厚度的变化，要
求每隔1m讷一个计算点，厚度有1mn©J50mm已知夹层宽度远大于厚度，两壁温度分别为-15C和15C，将计算结果绘制成图线，并分析热流密度随厚度的变化趋势。
57.垂直平壁高2.5mm表面温度为30C，空气温度10C。
试确
定空气白下而上掠过此壁的速度高于若干m/s时，该壁的换热可作为受迫对流换热处理？
低于若干m/s时，可作为纯白然对流换热处理？
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