材料加工冶金传输原理习题答案吴树森版

J1?Eb1?q1,21??1?11??21?0.8?800??5.67????1517.7?0.8 ?100?44?19430.1W/m2J2?Eb2?q1,2?21?0.8?300??5.67????1517.7?0.8 ?100?4?4253.4W/m2?800?2故：（1）板1的本身辐射为 E1??1Eb1?0.8?5.67????18579.5W/m

?100?（2）对板1的投入辐射即为板2的有效辐射 G1?J2?4253.4W/m （3）板1的反射辐射为， ρ1=1- α= ,

2?G1??1J2?J1?Eb1?19430.1?18579.5?850.68W/m2

（4）板1的有效辐射为 J1?19430.1W/m （5）板2的有效辐射为 J2?4253.4W/m

（6）由於板1与2间的辐射换热量为： q1,2?15176.7W/m

6. 设保温瓶的瓶胆可看作直径为10cm高为26cm的圆柱体，夹层抽真空，夹层两内表面发射率都为。试计算沸水刚注入瓶胆後，初始时刻水温的平均下降速率。夹层两壁壁温可近似取为100℃及20℃ 解：

222?1,2??T1?4?T2?4???T1?4?T2?4?A1Cb????????DhCb????????100??100???100??100??A1(Eb?Eb2)??????，代

???111111??1??1??1?1?2?1?2?1?2入数据得?1,2?T?1,2?1,2?1.42w，而?1,2*t?cm?T?，查附录知100 ℃??tcmc?V3水的物性参数为C?4.22KJ/?Kg.?C?,??958.4Kg/m 代入数据得

?T?1.72*10?4℃/s t

7.兩塊寬度為W，長度為L的矩形平板，面對面平行放置組成一個電爐設計中常見的輻射系統，板間間隔為S，長度L比W和S都大很多，試求板對板的角係數

解：（參照例11-1）作輔助線ac和bd，代表兩個假想面，與A1、A2組成一個封閉腔，

根據角係數完整性：Xab,cd?1?Xab,ac?Xab,bd，同時可把圖形看成兩個由三個表面

組成的封閉腔，Xab,acab?ac?bcs?w?b2?w2???A1對A2的角係數

2ab2wb2?w2?s

wX1,2?Xab,cds?w?b2?w2?1?2?2w

8. 一電爐內腔如圖11-29所示，已知頂面1的溫度t1=30℃，側面2（有陰影線的面）的溫度為t2=250℃，其餘表面都是重輻射面。試求?1）1和2兩個面均為黑體時的輻射換熱量；（2）1和2兩個面為灰體ε1=，ε2=時的輻射換熱量

解：將其餘四個面看成一個面從而構成一個由三個表面組成的封閉系統

⑴當1、2兩個面均為黑體，另一個表面絕熱，系統網路 圖如下 先求1對2的角係數

X1,2：

X=4000,Y=5000,Z=3000,

YZ?1.25,?0.75,查表得XXA15*4?0.15*?0.25， A24*3X1,2?0.15,X2,1?X1,21?X1,2A1?Req111?A1(1?X1,2)A2(1?X2,1)，

代入數據得

1， ?8.88? Req?0.11（Req為J1、J2之間的當量熱阻）

ReqEb1??bT1?5.67*10?8*(30?273)4?477.9w/㎡

4Eb2??bT2?5.67*10?8*(250?273)4?4242.2 w/

4㎡

?1,2?號表示熱量由2傳導1）

Eb1?Eb2477.9?4242.2???34220.9w（負

Req0.11（2）當1、2面為灰體，另一表面為絕熱面，系統網路圖如下

?1.2Eb1?Eb2477.9?4242.2????11378.2W 1??11??21?0.21?0.8?0.11??Req?0.2?5?40.8?3?4?1A1?2F2 負號表示熱量從2面傳向1面。

9. 直徑為的球殼內充滿N2，CO2，和水蒸氣（H2O）組成的混合氣體，其溫度t g=527℃。組成氣體的分壓力分別為PN2=*105Pa，PCO2=*105Pa，PH2O=*105Pa，試求混合氣體的發射率εg

解：N2為透明體，無發射和吸收輻射的能力。

射程L=,d=，Ph20L?0.441?10?0.24?0.14592?10Pa?m

55PC02L?0.441?10?0.24?0.10584?10Pa?m

055混合氣體的溫度tg?527C,及Ph20L和PC02L值查圖11-24和11-26得 ??H20=，

??C02?0.009

55計算參量（P+PH20）/2=+?10/2=?10Pa

Ph20/(Ph20+PC02)=+=

5(Ph20+PC02)L=+ ?10?0.24?0.25113?10Pa?m

5分別從圖11-25，11-27查得：CH20?1.55 ???0.018 把以上各式代入公式?q?CH20??H20+??C02-

??

=?0.019?0.009?0.018?0.02