傳熱學(xué)簡(jiǎn)答題歸納(共4頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上傳熱學(xué)簡(jiǎn)答題歸納問題1 冬天，經(jīng)過在白天太陽底下曬過的棉被，晚上蓋起來為什么感到很暖和？并且經(jīng)過拍打以后，為什么效果更加明顯？回答：棉被經(jīng)過晾曬以后，可使棉花的空隙里進(jìn)入更多的空氣。而空氣在狹小的棉絮空間里的熱量傳遞方式主要是導(dǎo)熱，由于空氣的導(dǎo)熱系數(shù)較小，具有良好的保溫性能。而經(jīng)過拍打的棉被可以讓更多的空氣進(jìn)入，因而效果更明顯。問題2 冬天，在相同的室外溫度條件下，為什么有風(fēng)比無風(fēng)時(shí)感到更冷些？回答：假定人體表面溫度相同時(shí)，人體的散熱在有風(fēng)時(shí)相當(dāng)于強(qiáng)制對(duì)流換熱，而在無風(fēng)時(shí)屬自然對(duì)流換熱（不考慮熱輻射或假定輻射換熱量相同時(shí)）。而空氣的強(qiáng)制對(duì)流換熱強(qiáng)度要比自然對(duì)流強(qiáng)烈。因

2、而在有風(fēng)時(shí)從人體帶走的熱量更多，所以感到更冷一些。討論：讀者應(yīng)注意的是人對(duì)冷暖感覺的衡量指標(biāo)是散熱量的大小而不是溫度的高低，即當(dāng)人體散熱量低時(shí)感到熱，散熱量高時(shí)感到冷，經(jīng)驗(yàn)告訴我們，當(dāng)人的皮膚散熱熱流為58W/時(shí)感到熱，為232W/時(shí)感到舒服，為696W/時(shí)感到?jīng)隹?，而大于?28W/時(shí)感到冷。問題3 夏季在維持20室內(nèi)工作，穿單衣感到舒適，而冬季保持在22的室內(nèi)工作時(shí)，為什么必須穿絨衣才覺得舒服？回答：首先，冬季和夏季的最大區(qū)別是室外溫度不同。夏季室外溫度比室內(nèi)溫度高，因此通過墻壁的熱量傳遞方向是由室外傳向室內(nèi)。而冬季室外氣溫比室內(nèi)氣溫低，通過墻壁的熱量傳遞方向是由室內(nèi)傳向室外。因此冬季和夏

3、季墻壁內(nèi)表面溫度不同，夏季高而冬季低。因此，盡管冬季室內(nèi)溫度22比夏季略高20，但人體在冬季通過輻射與墻壁的散熱比夏季高很多。根據(jù)上題人體對(duì)冷暖的感受主要是散熱量的原理，在冬季散熱量大，因此要穿厚一些的絨衣。問題4 利用同一冰箱儲(chǔ)存相同的物質(zhì)時(shí)，試問結(jié)霜的冰箱耗電量大還是未結(jié)霜的冰箱耗電量大？回答：當(dāng)其它條件相同時(shí)，冰箱的結(jié)霜相當(dāng)于在冰箱蒸發(fā)器和冰箱冷凍室（或冷藏室）之間增加了一個(gè)附加熱阻，因此，要達(dá)到相同的制冷室溫度，必然要求蒸發(fā)器處于更低的溫度。所以，結(jié)霜的冰箱耗電量更大。問題5 有人將一碗熱稀飯置于一盆涼水中進(jìn)行冷卻。為使稀飯涼得更快一些，你認(rèn)為他應(yīng)該攪拌碗中的稀飯還是盆中的涼水？為什么

4、？回答：從稀飯到?jīng)鏊且粋€(gè)傳熱過程。顯然，稀飯和水的換熱在不攪動(dòng)時(shí)屬自然對(duì)流。而稀飯的換熱比水要差。因此要強(qiáng)化傳熱增加散熱量，應(yīng)該用攪拌的方式強(qiáng)化稀飯側(cè)的傳熱。問題6 在寒冷的北方地區(qū)，建房用磚采用實(shí)心磚還是多孔的空心磚好？為什么？回答：在其他條件相同時(shí)，實(shí)心磚材料如紅磚的導(dǎo)熱系數(shù)約為0.5W/（m·K）（35），而多孔空心磚中充滿著不動(dòng)的空氣，空氣在純導(dǎo)熱（即忽略自然對(duì)流）時(shí)其導(dǎo)熱系數(shù)很低，是很好的絕熱材料。因而用多孔空心磚好。問題7 電影泰坦尼克號(hào)里，男主人公杰克在海水里被凍死而女主人公羅絲卻因躺在筏上而幸存下來。試從傳熱學(xué)的觀點(diǎn)解釋這一現(xiàn)象?；卮穑航芸嗽诤Ｋ锲渖眢w與海水間由于

5、自然對(duì)流交換熱量，而羅絲在筏上其身體與空氣之間產(chǎn)生自然對(duì)流。在其他條件相同時(shí)，水的自然對(duì)流強(qiáng)度要遠(yuǎn)大于空氣，因此杰克身體由于自然對(duì)流散失能量的速度比羅絲快得多。因此杰克被凍死而羅絲卻幸免于難。問題8 人造地球在衛(wèi)星在返回地球表面時(shí)為何容易被燒毀？回答：衛(wèi)星在太空中正常運(yùn)行時(shí)，其表面的熱量傳遞方式主要依靠與太空及太陽等星體的輻射。而在衛(wèi)星返回地面的過程中，由于與大氣層之間的摩擦，產(chǎn)生大量的熱量，無法及時(shí)散失，因而易被燒毀。問題9 北方深秋季節(jié)的清晨，樹葉葉面上常常結(jié)霜，試問樹葉上、下表面的哪一面結(jié)霜？為什么？回答：霜會(huì)結(jié)在樹葉上的表面。因?yàn)榍宄?，上表面朝向太空，下表面朝向地面。而太空表面的溫度?/p>

6、于攝氏零度，而地球表面溫度一般在零度以上。由于相對(duì)樹葉下表面來說，其上表面需要向太空輻射更多的能量，所以樹葉下表面溫度較高，而上表面溫度較低且可能低于零度，因而容易結(jié)霜。問題10 窗玻璃對(duì)紅外線幾乎不透明，但為什么隔著玻璃曬太陽卻使人感到暖和？回答：窗玻璃對(duì)紅外線不透明，但對(duì)可見光卻是透明的，因而隔著玻璃曬太陽，太陽光可以穿過玻璃進(jìn)入室內(nèi)，而室內(nèi)物體發(fā)出的紅外線卻被阻隔在窗內(nèi)，因而房間內(nèi)溫度越來越高，因而感到暖和。問題11 在太陽系中地球和火星距太陽的距離相差不大，但為什么火星表面溫度晝夜變化卻比地球要大得多？回答：由于火星附近沒有大氣層，因而在白天，太陽輻射時(shí)火星表現(xiàn)溫度很高，而在夜間，沒有

7、大氣層的火星與溫度接近于絕對(duì)零度的太空進(jìn)行輻射換熱，因而表面溫度很低。而地球附近由于大氣層（主要成份是CO2和水蒸氣）的輻射作用，夜間天空溫度比太空高，白天大氣層又會(huì)吸收一部分來自太陽的輻射能量，因而晝夜溫差較小。問題12 在冬季的晴天，白天和晚上空氣溫度相同，但白天感覺暖和，晚上卻感覺冷。試解釋這種現(xiàn)象?；卮穑喊滋旌屯砩先梭w向空氣傳遞的熱量相同，且均要向溫度很低的太空輻射熱量。但白天和晚上的差別在于：白天可以吸收來自太陽的輻射能量，而晚上卻不能。因而晚上感覺會(huì)更冷一些。問題：北方冬天住房供暖，改變散熱器中暖氣片內(nèi)的水流速度是否可以顯著增加 換熱量?暖氣內(nèi)的水是強(qiáng)制對(duì)流換熱，暖氣外 的空氣是自

8、然對(duì)流換熱，空氣側(cè)對(duì)流換熱系 數(shù)遠(yuǎn)小于水側(cè)的，熱阻主要集中于空氣側(cè)， 因此，改變暖氣中的水流速度不能顯著地增 強(qiáng)換熱 燒開水時(shí)，為什么一旦水燒干了，鋁壺 就很容易燒壞？因?yàn)樗畟?cè)（沸騰）表面的傳熱系數(shù)遠(yuǎn)大于火焰?zhèn)鹊谋砻鎮(zhèn)鳠嵯禂?shù)，沒燒干時(shí)，水壺底部溫度更接近水的溫度，所以不會(huì)達(dá)到鋁的熔點(diǎn)?；鹧婧蛪氐椎臏囟炔钸h(yuǎn)大于壺底和水的溫度差。 所以壺底的溫度接近水的溫度。赤腳在冰、水泥、木材、地毯上行走感覺不同。Why？蓄熱系數(shù)小的物質(zhì)從皮膚吸收的熱量少，使人感覺在木材和地毯上行走時(shí)比在水泥和冰面上暖和。冬天，在相同的室外溫度條件下，為什么騎摩托車比步行時(shí)感到更冷些，一般要戴皮手套和護(hù)膝？ 答：強(qiáng)制

9、對(duì)流換熱強(qiáng)度與流體壁面之間的相對(duì)速度有關(guān)，相對(duì)速度越大，對(duì)流換熱越強(qiáng)。與步行相比，騎摩托車時(shí)相對(duì)速度較大，對(duì)流換熱強(qiáng)度大，因此人體會(huì)散失較多的熱量從而感到更冷些。皮手套和護(hù)膝，由于導(dǎo)熱系數(shù)小且有一定厚度，增加了一層較大的導(dǎo)熱熱阻，使總傳熱熱阻增大，從而可降低散熱量，從而起到保護(hù)作用。Nu數(shù)和Bi數(shù)均可寫成hl的形式，二者有何區(qū)別？ 答：（1）Nu數(shù)中的l為流體的熱導(dǎo)率；Bi數(shù)中的l為導(dǎo)熱物體的熱導(dǎo)率。（2）Nu數(shù)中的h為待定參數(shù)，Nu為待定特征數(shù)；Bi數(shù)中的h為已知參數(shù)，由第三類邊界條件確定，Bi為已定特征數(shù)。（3）物理意義不同。Nu 表示貼壁流體的無量綱的溫度梯度，在其它條件相同的情況下，Nu數(shù)可反映對(duì)流換熱的強(qiáng)弱。Bi數(shù)表示第三類邊界條件下物體內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻和表面處換熱熱阻的比值。對(duì)于高溫圓筒壁來說，加保溫層一定能降低對(duì)外散熱量，對(duì)嗎？為什么？ 答：不對(duì)。因?yàn)閷?duì)于圓筒壁的保溫，存在一個(gè)臨界熱絕緣直徑dc問題。當(dāng)圓筒壁外徑大于臨界熱絕緣直徑dc時(shí)，加保溫層一定能降低散熱量；但當(dāng)圓筒壁外徑小于臨界熱絕緣直徑dc時(shí)