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問答題一種火焰報警器采用低熔點的金屬絲作為傳熱元件，當該導(dǎo)線受火焰或高溫煙氣的作用而熔斷時報警系統(tǒng)即被觸發(fā)，一報警系統(tǒng)的熔點為500℃，λ=210W/(m.K)，ρ=7200kg/m³，c=420J/(kg.K)，初始溫度為25℃。問當它突然受到650℃煙氣加熱后，為在1min內(nèi)發(fā)生報警訊號，導(dǎo)線的直徑應(yīng)限在多少以下？設(shè)復(fù)合換熱器的表面換熱系數(shù)為12W/(m².K)。

參考答案：

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1.問答題一塊厚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)，若擴散率為1.375×10^-5m²/s。試確定使鋼板冷卻到空氣相差10℃時所需的時間。

參考答案：

2.問答題一根裸露的長導(dǎo)線處于溫度為t的空氣中，試導(dǎo)出當導(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，長度方向的溫度變化略而不計。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：

3.問答題一熱電偶熱接點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。問欲使熱電偶的時間常數(shù)t_c=1s熱接點的直徑應(yīng)為多大？以知熱接點與氣流間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為350W/（m².K），熱接點的物性為：λ=20W/（m.K），c=400J/（kg.k），ρ=8500kg/m³如果氣流與熱接點之間還有輻射換熱，對所需的熱接點直徑有何影響？熱電偶引線的影響忽略不計。

參考答案：

由于熱電偶的直徑很小，一般滿足集總參數(shù)法，時間常數(shù)為：

4.問答題一具有內(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，其作用相當于強度為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，試列出其溫度隨時間變化的微分方程式。

參考答案：

5.問答題一初始溫度為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，試列出物體溫度隨時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