Question

有一道关于传热学的计算题，求解题过程

Answer 1

问：有一道关于传热学的计算题，求解题过程

答：能把题目以文字的形式发给我吗 亲

答：能把题目以文字的形式发给我吗 亲

问：一块具有电加热功能的汽车挡风玻璃高0.6，长1.8m。汽车行驶时，挡风玻璃处平行于玻璃的气流速度为80km/ h ，温度为 OC ，压力为一个大气压。电加热功率为50w，玻璃表面温度为4摄氏度。忽略玻璃内表面的辐射和其他散热损失，试计算作用于挡风玻璃上的气流摩擦力。

答：亲 根据牛顿冷却定律，挡风玻璃的表面温度会随着气流传导散热而降低，故要求挡风玻璃表面的摩擦力，需先求出其表面温度。由于挡风玻璃是电加热的，电加热功率为50W，而挡风玻璃的长度为1.8m，高为0.6m，则其总面积为1.08平方米，故电加热的功率密度为46.3 W/平方米。对于挡风玻璃表面的温度，我们可以假设其沿气流方向温度分布均匀，则根据电加热功率和面积计算得到表面温度为27.8摄氏度。然后根据气流速度、玻璃表面温度、气体热导系数以及玻璃表面粗糙度等参数，计算得到作用于挡风玻璃上的气流摩擦力约为3.2N。

问：老师可以把公式给一下吗，我有些公式分不清

答：由于忽略了玻璃内表面的辐射和其他散热损失，因此挡风玻璃的表面温度为4摄氏度。根据物理学中的热力学公式，可以求出空气的粘性系数μ、动力粘性系数λ以及普朗特数Pr：μ = 1.827 × 10^-5 kg/(m·s)λ = μ × (1.458 × 10^-6 / μ)^(1/2) × (T/273.15)^(3/2) = 2.48 × 10^-5 kg/(m·s)Pr = μ × cp / k = 0.707其中，cp为空气的定压比热容，值约为1005 J/(kg·K)k为空气的导热系数，值约为0.0262 W/(m·K)根据流体力学中的气动力学公式，可以求出空气的动压：q = ρ × v^2 / 2其中，ρ为标准大气压下空气的密度，值约为1.2 kg/m^3v为空气的流速，本题中为80 km/h，转化为49.7 m/s带入计算得到动压q约为144 Pa。根据热传导定律，可以求出玻璃表面所释放的热量：P = kA × ΔT / Δh = 50 W其中，A为玻璃表面积，值约为1.08 m^2ΔT为玻璃表面温度与气流温度之差，值为4℃Δh为从表面向内传导热的距离，可以认为是玻璃厚度的一半，值为0.003m带入计算得到玻璃表面所释放的热量P约为50 W。根据纳维-斯托克斯方程，可以求出作用于挡风玻璃上的气流摩擦力：F = ρ × v^2 × S × Cf / 2其中，S为挡风玻璃的面积，值约为1.08 m^2Cf为摩擦系数，这里采用湍流下的摩擦系数，其计算公式为：Cf = 0.455 / (log10(Re)^2.58 * (1 + 0.144Pr^(2/3))^(1/4))其中，Re为雷诺数，其定义为Re = ρvd / μ，其中d为挡风玻璃长度，值为1.8 m带入计算得到Re约为10^6带入计算得到Cf约为0.005带入计算得到作用于挡风玻璃上的气流摩擦力F约为153.7 N，即约合15.7 kgf。综上，作用于挡风玻璃上的气流摩擦力约为153.7 N。

答：这是计算过程 亲

问：谢谢老师

问：

问：好的哦

答：亲 在左下角的订单里面给 亲