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問答題 已知：直徑為r₁的導線（芯線）內(nèi)有電流流過，其外絕緣層半徑為r₂，由于電阻而引起的單位長度上的發(fā)熱率θ是均勻的。
求證：
（1）芯線表面溫度要比環(huán)境溫度高；
（2）當r₂的大小使得芯線表面溫度最低時，其中心溫度比環(huán)境溫度高，其中，λ為絕緣層的導熱系數(shù)，h為外表面復合換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，λ₀為芯線的導熱系數(shù)。

參考答案：

（1）芯線所發(fā)出的熱量通過絕緣層傳遞到周圍環(huán)境中去，單位長度上的發(fā)熱量θ可以表示成為：

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1.問答題已知：在一次外層空間試驗里，一個很小的儀器被投放到宇宙空間中，假設此儀器可以近似地看作直徑4cm的經(jīng)過表面處理的鋁球，初始溫度為30℃。球的溫度降低到40K時個儀器會失效。設宇宙空間可視為為OK的黑體，球的表面發(fā)射率取為0.96，鋁的物性可近似地取常溫下純鋁的值。求：估計該儀器能工作多長時間而不失效。

參考答案：

2.問答題已知：用直徑為13mm的不銹鋼管做水平管外的自然對流換熱試驗。在不銹鋼管兩端通電加熱，電阻為4Ω/m。使鋼管表面溫度不超過300℃，（1）不銹鋼管置于20℃的靜止空氣中；（2）不銹鋼管置于高壓水中，水飽和溫度超過300℃。不銹鋼管表面發(fā)射率可按氧化后的鋼處理。求：上面兩種情況下不銹鋼管所能的允許的最大電流。

參考答案：

3.問答題已知：用在圓管內(nèi)繞電陰絲的方法來進行大空間內(nèi)水平圓管的自然對流換熱。在一次試驗中測得：表面平均溫度的熱電勢E_w＝1.88mV，空氣溫度的熱電勢E_f＝0.96Mv，加熱功率P＝28W。管子外徑d=0.08m，長l＝0.8m。管子外表面鍍鉻，發(fā)射率ζ=0.06。熱電勢E與溫度t的關(guān)系為{t}℃=0.1073+26.57{E}_mv-0.5828{E}²℃求：該次自然對流換熱試驗中的對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)、Nu數(shù)及GrPr數(shù)之值。

參考答案：

4.問答題 已知：120℃飽和水蒸氣在換熱器管子外表面凝結(jié)，以加熱戀管內(nèi)的冷水，傳熱戀系數(shù)k=1800W/（m²·k）。求：
（1）把流量為每小時2000kg水從20℃加熱到80℃所需的傳熱面積：
（2）如運行后產(chǎn)生了0.0004m²·k/W的污垢熱阻（其計算面積與傳熱系數(shù)相同），這時的出口水溫是多少？（進口水溫及流量保持不變。）

參考答案：

5.問答題已知：直徑為d₀=50mm，壁厚δ=5mm的鍋爐水冷壁管中流過溫度為315℃的沸騰水，管壁導熱系數(shù)=λw/(m.k)。爐膛中的火焰、煙氣及爐墻對水冷壁管輻射換熱的綜合效果可用溫度k0051=ωT的環(huán)境來代替，水冷壁管外表面的8.0=ε，對流作用可不計。求其內(nèi)、外表面潔凈時單位長度上的換熱量。

參考答案：