问答题将直径为60mm的钢球加热至760℃后,浸入温度为30℃的水槽中进行淬火处理,如槽中水温维持30℃不变,试问欲使球心温度降至93℃时需时若干?已知钢球表面与水之间的对流传热系数h=710W (m·K),钢球的平均热导率和热扩散系数分别为k=45W (m·K)、α=9.027×10-6m2 s。
问答题直径为12cm、长度为12cm的铝圆柱体,开始时被加热到200℃,然后浸入装有温度为90℃液体的大槽中。由于槽中液体不断更换,槽中液体温度可保持不变。已测得柱体表面与液体之间的对流传热系数h=570W (mK),物体的平均热扩散系数和热导率分别为α=9.45×10-5m2 s和k=208W (mK)。试求经历1min后柱体中心的温度。
问答题有一厚度为0.45m的铝板,其初始温度均匀,为500K。突然将该铝板暴露在340K的介质中进行冷却,铝板表面与周围环境之间的对流传热系数为455W (m2·K)。试求铝板中心面温度降至470K时所需的时间。已知铝板的平均热扩散系数α=0.340m2 h,热导率数k=208W (m·K)。
问答题将厚度为0.3m的平砖墙作为炉子一侧的衬里,衬里的初始温度为30℃。墙外侧面绝热。由于炉内有燃料燃烧,炉内侧面的温度突然升至600℃,并维持此温度不变。试计算炉外侧绝热面升至100℃时所需的时间。已知砖的平均热导率k=1.125W (mK),热扩散系数α=5.2×10-7m2 s。
问答题有一根很长的钢棒,其初始温度各处均匀,为600℃,除垂直于轴向的两个端面外其余表面均绝热。现骤然将钢棒一个端面的温度降至300℃,并维持此温度不变。已知钢棒的平均热扩散系数α=1.47×10-5m2 s,热导率k=54W (m·K)。(1)试计算距降温表面50mm处,温度降至400℃时所需的时间;(2)计算出在上述时间内通过单位降温面的传热量。