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問(wèn)答題一塊厚20mm的鋼板，加熱到500℃后置于20℃的空氣中冷卻。設(shè)冷卻過(guò)程中鋼板兩側(cè)面的平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為35W/(m².K)，鋼板的導(dǎo)熱系數(shù)為45W/(m².K)，若擴(kuò)散率為1.375×10^-5m²/s。試確定使鋼板冷卻到空氣相差10℃時(shí)所需的時(shí)間。

參考答案：

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1.問(wèn)答題一根裸露的長(zhǎng)導(dǎo)線處于溫度為t的空氣中，試導(dǎo)出當(dāng)導(dǎo)線通以恒定電流I后導(dǎo)線溫度變化的微分方程式。設(shè)導(dǎo)線同一截面上的溫度是均勻的，導(dǎo)線的周長(zhǎng)為P，截面積為Ac比熱容為c，密度為ρ電阻率為ρ_ε，與環(huán)境的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h，長(zhǎng)度方向的溫度變化略而不計(jì)。若以知導(dǎo)線的質(zhì)量為3.45g/m，c=460J/(kg.K)，電阻值為3.63×10^-2Ω/m，電流為8A，試確定導(dǎo)線剛通電瞬間的溫升率。

參考答案：

2.問(wèn)答題一熱電偶熱接點(diǎn)可近似地看成為球形，初始溫度為25℃，后被置于溫度為200℃地氣流中。問(wèn)欲使熱電偶的時(shí)間常數(shù)t_c=1s熱接點(diǎn)的直徑應(yīng)為多大？以知熱接點(diǎn)與氣流間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為350W/（m².K），熱接點(diǎn)的物性為：λ=20W/（m.K），c=400J/（kg.k），ρ=8500kg/m³如果氣流與熱接點(diǎn)之間還有輻射換熱，對(duì)所需的熱接點(diǎn)直徑有何影響？熱電偶引線的影響忽略不計(jì)。

參考答案：

由于熱電偶的直徑很小，一般滿足集總參數(shù)法，時(shí)間常數(shù)為：

3.問(wèn)答題一具有內(nèi)部加熱裝置的物體與空氣處于熱平衡。在某一瞬間，加熱裝置投入工作，其作用相當(dāng)于強(qiáng)度為Q的內(nèi)熱源。設(shè)物體與周圍環(huán)境的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h（常數(shù)），內(nèi)熱阻可以忽略，其他幾何、物性參數(shù)均以知，試列出其溫度隨時(shí)間變化的微分方程式。

參考答案：

4.問(wèn)答題一初始溫度為t₀的物體，被置于室溫為t_∞的房間中。物體表面的發(fā)射率為ε，表面與空氣間的換熱系數(shù)為h。物體的體集積為V，參數(shù)與換熱的面積為A，比熱容和密度分別為c及ρ。物體的內(nèi)熱阻可忽略不計(jì)，試列出物體溫度隨時(shí)間變化的微分方程式。

參考答案：

由題意知，固體溫度始終均勻一致，所以可按集總熱容系統(tǒng)處理

5.問(wèn)答題設(shè)一根長(zhǎng)為l的棒有均勻初溫度t₀，此后使其兩端在恒定的t₁（x＝0）及t₂>t₁>t₀。棒的四周保持絕熱。試畫(huà)出棒中溫度分布隨時(shí)間變法的示意曲線及最終的溫度分布曲線。

參考答案：

由于棒的四周保持絕熱，因而此棒中的溫度分布相當(dāng)于厚為l的無(wú)限大平板中的分布，隨時(shí)間而變化的情形定性的示于圖中.