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問答題有一耐熱玻璃棒，直徑為25mm，為改善其表面的機械特性，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.問答題對于一無內(nèi)熱源的長圓柱體的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題，在某一瞬間測得r=2cm處溫度的瞬間變化率為－0.5K/s。試計算此時此處圓柱體單位長度上的熱流量沿半徑方向的變化率，并說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.問答題一火箭發(fā)動機噴管，壁厚為9mm，出世溫度為30℃。在進行靜推力試驗時，溫度為1750℃的高溫燃氣送于該噴管，燃氣與壁面間的表面?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刻壁面中的平均溫度梯度與最大溫度梯度

參考答案：

3.問答題一火箭發(fā)動機噴管，壁厚為9mm，出世溫度為30℃。在進行靜推力試驗時，溫度為1750℃的高溫燃氣送于該噴管，燃氣與壁面間的表面?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間的終了時刻，壁面中的最大溫差

參考答案：

4.問答題一火箭發(fā)動機噴管，壁厚為9mm，出世溫度為30℃。在進行靜推力試驗時，溫度為1750℃的高溫燃氣送于該噴管，燃氣與壁面間的表面?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材料允許的溫度而能允許的運行時間

參考答案：

5.問答題火箭發(fā)動機的噴管在起動過程中受到T_∞=1500K的高溫燃氣加熱，受材料的限制其局部壁溫不得大于1500K.為延長運行時間在噴管內(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。試對此情況下噴管能承受的運行時間作一保守的估計。設(shè)內(nèi)表面與高溫燃氣間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h=2500W/(m².K)，噴管的初始溫度T₀=300K。

參考答案：

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