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問(wèn)答題有一耐熱玻璃棒，直徑為25mm，為改善其表面的機(jī)械特性，在表面上涂了一層極薄的導(dǎo)熱系數(shù)很大的金屬層。在此金屬涂層與芯棒之間平均存在有R_i=0.10m.k/w的熱阻。該棒起初處于均勻溫度800K，然后突然被置于300K的氣流中冷卻，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h=120w/(m².k)，試確定將該棒的中心溫度降低到500K所需的時(shí)間。玻璃棒物性參數(shù)如下ρ=2600kg/m³，c_p=808J/(kg.k)，λ=3.98w/(m.k)。

參考答案：

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1.問(wèn)答題對(duì)于一無(wú)內(nèi)熱源的長(zhǎng)圓柱體的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問(wèn)題，在某一瞬間測(cè)得r=2cm處溫度的瞬間變化率為－0.5K/s。試計(jì)算此時(shí)此處圓柱體單位長(zhǎng)度上的熱流量沿半徑方向的變化率，并說(shuō)明熱流密度矢量的方向。已知λ=43W/(m.k)，α=1.2×10^-5m²/s。

參考答案：

熱流密度矢量指向圓柱的中心

2.問(wèn)答題一火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴管，壁厚為9mm，出世溫度為30℃。在進(jìn)行靜推力試驗(yàn)時(shí)，溫度為1750℃的高溫燃?xì)馑陀谠搰姽埽細(xì)馀c壁面間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為1950W/（m².K）。噴管材料的密度ρ=8400kg/m³，導(dǎo)熱系數(shù)為λ=24.6W/（m.K），C=560J/（kg.K）。假設(shè)噴管因直徑與厚度之比較大而可視為平壁，且外側(cè)可作絕熱處理求在上述時(shí)刻壁面中的平均溫度梯度與最大溫度梯度

參考答案：

3.問(wèn)答題一火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴管，壁厚為9mm，出世溫度為30℃。在進(jìn)行靜推力試驗(yàn)時(shí)，溫度為1750℃的高溫燃?xì)馑陀谠搰姽?，燃?xì)馀c壁面間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為1950W/（m².K）。噴管材料的密度ρ=8400kg/m³，導(dǎo)熱系數(shù)為λ=24.6W/（m.K），C=560J/（kg.K）。假設(shè)噴管因直徑與厚度之比較大而可視為平壁，且外側(cè)可作絕熱處理求在所允許的時(shí)間的終了時(shí)刻，壁面中的最大溫差

參考答案：

4.問(wèn)答題一火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴管，壁厚為9mm，出世溫度為30℃。在進(jìn)行靜推力試驗(yàn)時(shí)，溫度為1750℃的高溫燃?xì)馑陀谠搰姽?，燃?xì)馀c壁面間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為1950W/（m².K）。噴管材料的密度ρ=8400kg/m³，導(dǎo)熱系數(shù)為λ=24.6W/（m.K），C=560J/（kg.K）。假設(shè)噴管因直徑與厚度之比較大而可視為平壁，且外側(cè)可作絕熱處理求為使噴管的最高溫度不超過(guò)材料允許的溫度而能允許的運(yùn)行時(shí)間

參考答案：

5.問(wèn)答題火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的噴管在起動(dòng)過(guò)程中受到T_∞=1500K的高溫燃?xì)饧訜幔懿牧系南拗破渚植勘跍夭坏么笥?500K.為延長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間在噴管內(nèi)壁噴涂了一層厚10mm的陶瓷，其物性參數(shù)為λ=10W/(m.K)，α=6×10^-6m²/s。試對(duì)此情況下噴管能承受的運(yùn)行時(shí)間作一保守的估計(jì)。設(shè)內(nèi)表面與高溫燃?xì)忾g的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h=2500W/(m².K)，噴管的初始溫度T₀=300K。

參考答案：

一種保守的估計(jì)方法是假定噴管壁面是絕熱的，則相當(dāng)于厚為2δ₁的平板，