首先,根据能量守恒定律,燃料热输出的能量应该等于空间内部传出的能量加上隔热板传导的能量:

3KW = Q1 + Q2

其中,Q1表示空间内部传出的能量,Q2表示隔热板传导的能量。

Q1可以用热传导公式计算:

Q1 = kAΔT/δ

其中,k表示传热系数,A表示传热面积,ΔT表示温度差,δ表示传热距离。由于出风口直径为30mm,因此传热面积为π×(0.03/2)²=0.00071 m²。传热距离为0.2m,温度差为外部温度与内部温度之差。因此:

Q1 = 0.45×0.00071×(T-20)/0.02

Q2也可以用热传导公式计算:

Q2 = kAΔT/δ

其中,k表示隔热板传热系数,A表示隔热板传热面积,ΔT表示隔热板两侧温度差,δ表示隔热板厚度。隔热板传热面积为空间内部的底面积,即0.2²=0.04 m²。隔热板厚度为20mm=0.02m。温度差为隔热板两侧温度之差。因此:

Q2 = 0.45×0.04×(T-T1)/0.02

将Q1和Q2代入能量守恒公式中,整理得:

0.45×0.00071×(T-20)/0.02 + 0.45×0.04×(T-T1)/0.02 = 3

化简得:

0.0001595T + 0.009T - 0.09T1 = 75

又因为出风口是在空间内部,所以出风口处的温度应该等于内部温度。因此,可以将T1代入上式中,得到:

0.0001595T + 0.009T - 0.09T = 75

化简得:

0.0091595T = 75

解得:

T ≈ 817.8K

因此,外部温度约为544.6℃

一个02m³空间燃料热输出3KW内部有20mm厚的隔热板隔热板传热系数045出风口直径30mm求外部温度

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