傳熱學(xué)1-4章復(fù)習(xí)題(共29頁(yè))

1、第一(dy)部分：必背的公式1. 通過(guò)(tnggu)單層平壁穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱熱流量的計(jì)算公式2. 通過(guò)(tnggu)單層圓筒壁穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱熱流量的計(jì)算公式3. 牛頓冷卻公式5. 傳熱方程式第二部分：必背的物理概念表達(dá)式或定義式1. 導(dǎo)熱的傅立葉定律數(shù)學(xué)表達(dá)式在直角坐標(biāo)系中，x坐標(biāo)方向上，或2. 肋片效率肋片的理想散熱量是指整個(gè)肋片均處在肋根溫度下的散熱量。3. 畢渥數(shù)、傅立葉數(shù)和時(shí)間常數(shù)的表達(dá)式， 第三部分：應(yīng)掌握的傳熱學(xué)基本概念和基本理論溫度場(chǎng)、溫度梯度、等溫線。導(dǎo)熱微分方程式中各項(xiàng)的意義，對(duì)一個(gè)具體的導(dǎo)熱問(wèn)題，如何描述？對(duì)常見(jiàn)的三類(lèi)邊界條件如何描述？非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱中的非正規(guī)狀況階段和正規(guī)狀況階段。采用集總

2、參數(shù)法分析非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的基本思想和方法。半無(wú)限大物體(wt)的概念。導(dǎo)熱問(wèn)題數(shù)值求解的基本(jbn)思想和基本步驟。熱平衡法建立節(jié)點(diǎn)離散(lsn)方程。代數(shù)方程組迭代求解的基本過(guò)程。非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱數(shù)值求解中顯示差分格式和隱式差分格式及其優(yōu)缺點(diǎn)。第四部分：應(yīng)掌握的計(jì)算問(wèn)題1. 通單層平壁或圓筒壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱計(jì)算。應(yīng)用熱阻概念對(duì)通過(guò)多層平壁或圓筒壁的導(dǎo)熱問(wèn)題和傳熱過(guò)程的分析和計(jì)算。對(duì)于一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱，采用海斯勒?qǐng)D的計(jì)算。第一章 概 論名詞解釋1熱流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)所傳遞的熱量2熱流密度：?jiǎn)挝粋鳠崦嫔系臒崃髁?導(dǎo)熱：當(dāng)物體內(nèi)有溫度差或兩個(gè)不同溫度的物體接觸時(shí)，在物體各部分之間不發(fā)生相對(duì)位移的情況下，物質(zhì)微粒(

3、分子、原子或自由電子)的熱運(yùn)動(dòng)傳遞了熱量，這種現(xiàn)象被稱(chēng)為熱傳導(dǎo)，簡(jiǎn)稱(chēng)導(dǎo)熱。 4對(duì)流傳熱：流體流過(guò)固體壁時(shí)的熱傳遞過(guò)程，就是熱對(duì)流和導(dǎo)熱聯(lián)合用的熱量傳遞過(guò)程，稱(chēng)為表面對(duì)流傳熱，簡(jiǎn)稱(chēng)對(duì)流傳熱。5輻射傳熱：物體不斷向周?chē)臻g發(fā)出熱輻射能，并被周?chē)矬w吸收。同時(shí)，物體也不斷接收周?chē)矬w輻射給它的熱能。這樣，物體發(fā)出和接收過(guò)程的綜合結(jié)果產(chǎn)生了物體間通過(guò)熱輻射而進(jìn)行的熱量傳遞，稱(chēng)為表面輻射傳熱，簡(jiǎn)稱(chēng)輻射傳熱。6總傳熱過(guò)程：熱量從溫度較高的流體經(jīng)過(guò)固體壁傳遞給另一側(cè)溫度較低流體的過(guò)程，稱(chēng)為總傳熱過(guò)程，簡(jiǎn)稱(chēng)傳熱過(guò)程。 7對(duì)流傳熱系數(shù)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)單位傳熱面當(dāng)流體溫度與壁面溫度差為1K是的對(duì)流傳熱量，單位為W(m

4、2K)。對(duì)流傳熱系數(shù)表示對(duì)流傳熱能力的大小。8輻射傳熱系數(shù)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)單位傳熱面當(dāng)流體溫度與壁面溫度差為1K是的輻射傳熱量，單位為W(m2K)。輻射傳熱系數(shù)表示輻射傳熱能力的大小。9復(fù)合傳熱系數(shù)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)單位傳熱面當(dāng)流體溫度與壁面溫度差為1K是的復(fù)合傳熱量，單位為W(m2K)。復(fù)合傳熱系數(shù)表示復(fù)合傳熱能力的大小。10總傳熱系數(shù)：總傳熱過(guò)程中熱量傳遞能力的大小。數(shù)值上表示傳熱溫差為1K時(shí)，單位傳熱面積在單位時(shí)間內(nèi)的傳熱量。填空題熱量傳遞的三種基本方式為 、 、 。（熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射）熱流量是指 ，單位是 。熱流密度是指 ，單位是 。（單位時(shí)間(shjin)內(nèi)所傳遞的熱量，W，單位傳熱(c

5、hun r)面上的熱流量，W/m2）總傳熱(chun r)過(guò)程是指 ，它的強(qiáng)烈程度用 來(lái)衡量。(熱量從溫度較高的流體經(jīng)過(guò)固體壁傳遞給另一側(cè)溫度較低流體的過(guò)程，總傳熱系數(shù))總傳熱系數(shù)是指 ，單位是 。（傳熱溫差為1K時(shí)，單位傳熱面積在單位時(shí)間內(nèi)的傳熱量，W(m2K)）導(dǎo)熱系數(shù)的單位是 ；對(duì)流傳熱系數(shù)的單位是 ；傳熱系數(shù)的單位是 。 （W(mK)，W(m2K)，W(m2K)）復(fù)合傳熱是指 ，復(fù)合傳熱系數(shù)等于 之和，單位是 。 （對(duì)流傳熱與輻射傳熱之和，對(duì)流傳熱系數(shù)與輻射傳熱系數(shù)之和，W(m2K)）單位面積熱阻rt的單位是 ；總面積熱阻Rt的單位是 。 （m2K/W，K/W）單位面積導(dǎo)熱熱阻的表達(dá)式

6、為 。（/）單位面積對(duì)流傳熱熱阻的表達(dá)式為 。 （1/h）總傳熱系數(shù)K與單位面積傳熱熱阻rt的關(guān)系為 。 （rt=1/K）總傳熱系數(shù)K與總面積A的傳熱熱阻Rt的關(guān)系為 。 （Rt=1/KA）穩(wěn)態(tài)傳熱過(guò)程是指 。（物體中各點(diǎn)溫度不隨時(shí)間而改變的熱量傳遞過(guò)程。）非穩(wěn)態(tài)傳熱過(guò)程是指 。（物體中各點(diǎn)溫度隨時(shí)間而改變的熱量傳遞過(guò)程。）某燃煤電站過(guò)熱器中，煙氣向管壁傳熱的輻射傳熱系數(shù)為30W/(m2.K)，對(duì)流傳熱系數(shù)為70W/(m2.K),其復(fù)合傳熱系數(shù)為 。 （100 W/(m2.K)）15由爐膛火焰向水冷壁傳熱的主要方式是 。 （熱輻射）16由煙氣向空氣預(yù)熱器傳熱的主要方式是 。 （熱對(duì)流）17已知

7、一傳熱過(guò)程的熱阻為0.035K/W，溫壓為70，則其熱流量為 。 （2kW）18一大平壁傳熱過(guò)程的傳熱系數(shù)為100W/(m2.K)，熱流體側(cè)的傳熱系數(shù)為200W/(m2.K)，冷流體側(cè)的傳熱系數(shù)為250W(m2.K)，平壁的厚度為5mm，則該平壁的導(dǎo)熱系數(shù)為 ，導(dǎo)熱熱阻為 。 （5 W/(m.K)，0.001(m2.K)/W）19總傳熱方程式可表示為 或q 。 （KAt，Kt）20已知平壁厚0.02m，熱阻為0.02m2.K/W，其導(dǎo)熱(dor)系數(shù)為 。 （1 W/(mK)）三、選擇題1下列哪幾種傳熱過(guò)程(guchng)不需要有物體的宏觀運(yùn)動(dòng)? (1)導(dǎo)熱(dor) (2)對(duì)流 (3)輻射

8、(4)復(fù)合傳熱 2熱流密度q與熱流量的關(guān)系為（以下式子A為傳熱面積，為導(dǎo)熱系數(shù)，h為對(duì)流傳熱系數(shù)）： (1)qA (2)q/A (3)q= (4)qh3如果在水冷壁的管子里結(jié)了一層水垢，其他條件不變，管壁溫度與無(wú)水垢時(shí)相比將： (1)不變 (2)提高 (3)降低 (4)隨機(jī)改變4下列哪一種表達(dá)式是錯(cuò)誤的? ( ) (1)qt/ (2)qht (3)qkt (4)qrtt5導(dǎo)熱系數(shù)的單位是： ( ) (1)W/(m2.K) (2)W/m2 (3)W/(mK) (4)m2.K/W6在傳熱過(guò)程中，系統(tǒng)傳熱量與下列哪一個(gè)參數(shù)成反比? ( ) (1)傳熱面積 (2)流體溫差 (3)傳熱系數(shù) (4)傳熱熱

9、阻7. 在穩(wěn)態(tài)傳熱過(guò)程中，傳熱溫差一定，如果希望系統(tǒng)傳熱量增大，則不能采用下述哪種手段? ( ) (1)增大系統(tǒng)熱阻 (2)增大傳熱面積 (3)增大傳熱系數(shù) (4)增大對(duì)流傳熱系數(shù)8. 試判斷下述幾種傳熱過(guò)程中哪一種的傳熱系數(shù)最小? (1)從氣體到氣體傳熱 (2)從氣體到水傳熱 (3)從油到水傳熱 (4)從凝結(jié)水蒸氣到水傳熱9若已知對(duì)流傳熱系數(shù)為78W(m2.K)，則其單位面積對(duì)流傳熱熱阻為多少?(1)78W/(mK) (2)1/78mK/W(3)1/78m2K/W (4)78W(m2K)10單位時(shí)間通過(guò)單位面積的熱量稱(chēng)為什么?一般用什么符號(hào)表示? (1)熱流密度，q (2)熱流密度， (3)

10、熱流量，q (4)熱流量，11太陽(yáng)與地球間的熱量傳遞屬于下述哪種傳熱方式? (1)導(dǎo)熱 (2)熱對(duì)流 (3)熱輻射 (4)以上幾種都不是12熱流量與溫差成正比，與熱阻成反比，此規(guī)律稱(chēng)為什么? (1)導(dǎo)熱基本定律 (2)熱路歐姆定律 (3)牛頓冷卻公式 (4)傳熱方程式 13傳熱過(guò)程熱路圖的原理是什么? (1)傅里葉定律 (2)牛頓冷卻公式 (3)斯蒂芬-波爾茲曼定律 (4)熱路歐姆定律14某一傳熱過(guò)程的熱流密度q500W/m2，冷、熱流體間的溫差為10，其傳熱系數(shù)和單位面積的總傳熱熱阻各為多少？( ) (1)K50W/(m2.K)，rt0.05m2.K/W (2)K0.02W/(m2.K)，r

11、t50m2.K/W (3)K50W/(m2.K)，rt0.02m2.K/W (4)K50W/(m2.K)，rt0.05K/W15平板的單位面積導(dǎo)熱(dor)熱阻的計(jì)算式應(yīng)為哪一個(gè)? (1)/ (2)/(KA) (3)1h (4)1/(KA)四、簡(jiǎn)答題1試述三種(sn zhn)熱量傳遞基本方式的差別，并各舉12個(gè)實(shí)際例子(l zi)說(shuō)明。（提示：從三種熱量傳遞基本方式的定義及特點(diǎn)來(lái)區(qū)分這三種熱傳遞方式）2請(qǐng)說(shuō)明在傳熱設(shè)備中，水垢、灰垢的存在對(duì)傳熱過(guò)程會(huì)產(chǎn)生什么影響?如何防止? （提示：從傳熱過(guò)程各個(gè)環(huán)節(jié)的熱阻的角度，分析水垢、灰垢對(duì)換熱設(shè)備傳熱能力與壁面的影響情況）3. 試比較導(dǎo)熱系數(shù)、對(duì)流傳熱

12、系數(shù)和總傳熱系數(shù)的差別，它們各自的單位是什么? （提示：寫(xiě)出三個(gè)系數(shù)的定義并比較，單位分別為W/(mK)，W/(m2K)，W/(m2K)）4在分析傳熱過(guò)程時(shí)引入熱阻的概念有何好處?引入熱路歐姆定律有何意義? （提示：分析熱阻與溫壓的關(guān)系，熱路圖在傳熱過(guò)程分析中的作用。）5結(jié)合你的工作實(shí)踐，舉一個(gè)傳熱過(guò)程的實(shí)例，分析它是由哪些基本熱量傳遞方式組成的。（提示：學(xué)會(huì)分析實(shí)際傳熱問(wèn)題，如水冷式內(nèi)燃機(jī)等）6在空調(diào)房間內(nèi)，夏季與冬季室內(nèi)溫度都保持在22左右，夏季人們可以穿短袖襯衣，而冬季則要穿毛線衣。試用傳熱學(xué)知識(shí)解釋這一現(xiàn)象。 （提示：從分析不同季節(jié)時(shí)墻體的傳熱過(guò)程和壁溫，以及人體與墻表面的熱交換過(guò)程來(lái)

13、解釋這一現(xiàn)象（主要是人體與墻面的輻射傳熱的不同）第二章 熱傳導(dǎo)一、名詞解釋1溫度場(chǎng)：某一瞬間物體內(nèi)各點(diǎn)溫度分布的總稱(chēng)。一般來(lái)說(shuō)，它是空間坐標(biāo)和時(shí)間坐標(biāo)的函數(shù)。2等溫面(線)：由物體內(nèi)溫度相同的點(diǎn)所連成的面（或線）。3溫度梯度：在等溫面法線方向上最大溫度變化率。4熱導(dǎo)率：物性參數(shù)，熱流密度矢量與溫度降度的比值，數(shù)值上等于1 Km的溫度梯度作用下產(chǎn)生的熱流密度。熱導(dǎo)率是材料固有的熱物理性質(zhì)，表示物質(zhì)導(dǎo)熱能力的大小。5導(dǎo)溫系數(shù)：材料傳播溫度變化能力大小的指標(biāo)。6穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱：物體中各點(diǎn)溫度不隨時(shí)間而改變的導(dǎo)熱過(guò)程。7非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱：物體中各點(diǎn)溫度隨時(shí)間而改變的導(dǎo)熱過(guò)程。8傅里葉定律(dngl)：在各向同性均

14、質(zhì)的導(dǎo)熱物體中，通過(guò)某導(dǎo)熱面積的熱流密度正比于該導(dǎo)熱面法向溫度變化率。9保溫(bown)(隔熱( r)材料：0.12 W/(mK)(平均溫度不高于350時(shí))的材料。10肋效率：肋片實(shí)際散熱量與肋片最大可能散熱量之比。11接觸熱阻：材料表面由于存在一定的粗糙度使相接觸的表面之間存在間隙，給導(dǎo)熱過(guò)程帶來(lái)額外熱阻。12定解條件(單值性條件)：使微分方程獲得適合某一特定問(wèn)題解的附加條件，包括初始條件和邊界條件。二、填空題導(dǎo)熱基本定律是_定律，可表述為 。（傅立葉，）非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱時(shí)，物體內(nèi)的_場(chǎng)和熱流量隨_而變化。（溫度，時(shí)間）導(dǎo)溫系數(shù)的表達(dá)式為_(kāi)，單位是_，其物理意義為_(kāi)。（a=/c,m2/s,材料傳播

15、溫度變化能力的指標(biāo)）肋效率的定義為_(kāi)。（肋片實(shí)際散熱量與肋片最大可能散熱量之比。）按照導(dǎo)熱機(jī)理，水的氣、液、固三種狀態(tài)中_態(tài)下的導(dǎo)熱系數(shù)最小。（氣）一般，材料的導(dǎo)熱系數(shù)與_和_有關(guān)。（種類(lèi)，溫度）保溫材料是指_的材料.（0.12 W/(mK)(平均溫度不高于350時(shí))）已知材料的導(dǎo)熱系數(shù)與溫度的關(guān)系為0(1+bt)，當(dāng)材料兩側(cè)壁溫分別為t1、t2時(shí)，其平均導(dǎo)熱系數(shù)可取 下的導(dǎo)熱系數(shù)。(（t1+t2）/2)發(fā)電機(jī)水冷、氫冷、空冷三種方式中，以 方式的效果最好， 方式的效果最差。(水冷、空冷)第三類(lèi)邊界條件是指已知 。(物體邊界與周?chē)黧w間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h及周?chē)黧w的溫度tf) 及其單值性條件可以

16、完整地描述一個(gè)具體的導(dǎo)熱問(wèn)題。(導(dǎo)熱微分方程)第一類(lèi)邊界條件是 。（給定物體邊界上任何時(shí)刻的溫度分布）初始條件是指 。 （如以某時(shí)刻作為時(shí)間的起算點(diǎn)，在該時(shí)刻導(dǎo)熱物體內(nèi)的溫度分布）通過(guò)長(zhǎng)圓筒壁導(dǎo)熱時(shí)，圓筒壁內(nèi)的溫度呈 分布規(guī)律. （對(duì)數(shù)曲線）溫度梯度表示溫度場(chǎng)內(nèi)的某一地點(diǎn)等溫面法線方向的 。 （溫度變化率）第二類(lèi)邊界條件是指 。 （給定(i dn)物體邊界上任何時(shí)刻的熱流密度q w分布(fnb)）三、選擇題當(dāng)采用(ciyng)加肋片的方法增強(qiáng)傳熱時(shí)，最有效的辦法是將肋片加在哪一側(cè)? ( )(1)傳熱系數(shù)較大的一側(cè) （2）傳熱系數(shù)較小的一側(cè)(3)流體溫度較高的一側(cè) （4）流體溫度較低的一側(cè)下列各

17、參數(shù)中，屬于物性參數(shù)的是：(1)肋化系數(shù) (2)導(dǎo)熱系數(shù) （3）導(dǎo)溫系數(shù) （4）傳熱系數(shù)導(dǎo)溫系數(shù)的物理意義是什么?表明材料導(dǎo)熱能力的強(qiáng)弱反映了材料的儲(chǔ)熱能力反映材料傳播溫度變化的能力表明導(dǎo)熱系數(shù)大的材料一定是導(dǎo)溫系數(shù)大的材料常溫下，下列物質(zhì)中哪一種材料的導(dǎo)熱系數(shù)較大?(1)純銅 (2)碳鋼(3)不銹鋼 (4)黃銅溫度梯度表示溫度場(chǎng)內(nèi)的某一點(diǎn)等溫面上什么方向的溫度變化率? (1)切線方向 (2)法線方向(3)任意方向 (4)溫度降低方向接觸熱阻的存在使相接觸的兩個(gè)導(dǎo)熱壁面之間產(chǎn)生什么影響?(1)出現(xiàn)溫差 (2)出現(xiàn)臨界熱流(3)促進(jìn)傳熱 (4)沒(méi)有影響下述哪一點(diǎn)不是熱力設(shè)備與冷凍設(shè)備加保溫材料的

18、目的?(1)防止熱量(或冷量)損失 (2)提高熱負(fù)荷(3)防止?fàn)C傷(或凍傷) (4)保持流體溫度某熱力管道采用兩種導(dǎo)熱系數(shù)不同的保溫材料進(jìn)行保溫，為了達(dá)到較好的保溫效果，應(yīng)將哪種材料放在內(nèi)層?(1)導(dǎo)熱系數(shù)較大的材料 (2)導(dǎo)熱系數(shù)較小的材料(3)任選一種均可 (4)無(wú)法確定金屬含有較多的雜質(zhì)，則其導(dǎo)熱系數(shù)將如何變化?（1）變大 （2）變小（3）不變 （4）可能變大，也可能變小下列材料中，導(dǎo)熱材料較差的材料是什么？(1)鋁合金 (2)鑄鐵(3)不銹鋼 (4)普通玻璃 物體之間發(fā)生熱傳導(dǎo)的動(dòng)力是什么?(1)溫度場(chǎng) (2)溫差(3)等溫面 (4)微觀粒子運(yùn)動(dòng) 下面哪種物質(zhì)材料具有較大的導(dǎo)熱系數(shù)?（

19、1）水 （2）空氣（3）水蒸氣 （4）冰塊通過(guò)大平壁導(dǎo)熱時(shí)，大平壁內(nèi)的溫度分布規(guī)律是下述哪一種？(1)直線 (2)雙曲線(3)拋物線 (4)對(duì)數(shù)(du sh)曲線若已知某種氣體(qt)的密度為0.617kgm3，比熱(br)為1.122 kJ(kgK)，導(dǎo)熱系數(shù)為0.0484W(m.K)，則其導(dǎo)溫系數(shù)是多少? ( )(1)14.3m2s (2)69.910-6m2s(3)0.0699m2s (4)1.43104m2s 已知某一導(dǎo)熱平壁的兩側(cè)壁面溫差是30，材料的導(dǎo)熱系數(shù)是22W(m.K)，通過(guò)的熱流密度是300Wm2，則該平壁的壁厚是多少? ( )(1)220m (2)22m （3）2.2m

20、(4)0.22m第二類(lèi)邊界條件是什么?已知物體邊界上的溫度分布。已知物體表面與周?chē)橘|(zhì)之間的傳熱情況。已知物體邊界上的熱流密度。已知物體邊界上流體的溫度與流速。冬天用手分別觸摸置于同一環(huán)境中的木塊和鐵塊，感到鐵塊很涼，這是什么原因?(1)因?yàn)殍F塊的溫度比木塊低 (2)因?yàn)殍F塊摸上去比木塊硬(3)因?yàn)殍F塊的導(dǎo)熱系數(shù)比木塊大 (4)因?yàn)殍F塊的導(dǎo)溫系數(shù)比木塊大什么情況下圓筒壁導(dǎo)熱可以按平壁處理? (1)當(dāng)其長(zhǎng)度大于其外半徑的10倍時(shí) (2)當(dāng)其長(zhǎng)度是其壁厚的10倍時(shí)(3)當(dāng)其外徑大于2倍的內(nèi)徑時(shí) (4)當(dāng)其外徑大于其壁厚的4倍時(shí)溫度升高時(shí)，氣體的導(dǎo)熱系數(shù)一般隨溫度會(huì)發(fā)生怎樣的變化? ( )(1)增大

21、 (2)減小(3)不變 (4)可能增大也可能減小一般情況下，對(duì)于材料的導(dǎo)熱系數(shù)，下述哪種說(shuō)法是錯(cuò)誤的?（1）合金小于純金屬 (2)氣體小于固體(3)液體小于固體 (4)導(dǎo)電體小于非導(dǎo)電體21下列那種情況內(nèi)燃機(jī)汽缸溫度場(chǎng)不會(huì)隨時(shí)間發(fā)生變化？(1)內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)過(guò)程 (2)內(nèi)燃機(jī)停機(jī) （3）內(nèi)燃機(jī)變工況運(yùn)行 (4)內(nèi)燃機(jī)定速運(yùn)行22在穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱中，已知三層平壁的內(nèi)外表面溫度差為120，三層熱阻之比R1 、R2、 R3=1：2：3，則各層的溫度降為 。(1)60、40、20 (2)70、40、10 （3）20、40、60 (4)10、40、7023材料的導(dǎo)熱能力與吸熱能力之比稱(chēng)為 。(1)放熱系數(shù) (2)

22、傳熱系數(shù) （3）導(dǎo)熱系數(shù) (4)導(dǎo)溫系數(shù)24蒸汽管道的內(nèi)外直徑分別為68mm和100mm，導(dǎo)熱系數(shù)1=63W/（m. ），內(nèi)表面溫度為140。今采用玻璃棉墊料保溫，2=0.053W/（m. ）。若要求保溫層外表面的溫度不超過(guò)50，且蒸汽管道允許的熱損失ql=50W/m，則玻璃棉墊料保溫層的厚度至少為 。(1)41mm (2)54mm （3）91mm (4) 104mm 導(dǎo)熱體中不同溫度的等溫面將 。(1)互相相交 (2) 互不相交（3）互相相切 (4)不定材料(cilio)的導(dǎo)溫系數(shù)是材料 和 的比值(bzh)。(1)吸熱(x r)能力/導(dǎo)熱能力 (2) 導(dǎo)熱能力/吸熱能力（3）比熱容/導(dǎo)熱系

23、數(shù) (4)導(dǎo)熱系數(shù)/比熱容固體壁面上敷設(shè)肋片后，其實(shí)際散熱量與假設(shè)整個(gè)肋表面處于肋基溫度下的散熱量的比值為 。(1)肋壁效率 (2) 肋化系數(shù) （3）肋片效率 (4)無(wú)明確的專(zhuān)用名稱(chēng)忽略物體內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻的分析方法稱(chēng)為 。(1)正規(guī)狀況法(2)數(shù)學(xué)分析法 （3）數(shù)值解法 (4)集總參數(shù)法下列哪個(gè)是非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的表達(dá)式？ (1)t=f（x，y，z） (2)t=f（y，） （3）t=f（x，y） (4)t=f（z，x）下列那個(gè)表示非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過(guò)程的無(wú)因次時(shí)間？ (1)Bi (2)Fo （3）e (4)r四、簡(jiǎn)答題試解釋材料的導(dǎo)熱系數(shù)與導(dǎo)溫系數(shù)之間有什么區(qū)別和聯(lián)系。 （提示：從兩者的概念、物理意義、表達(dá)式

24、方面加以闡述，如從表達(dá)式看，導(dǎo)溫系數(shù)與導(dǎo)熱系數(shù)成正比關(guān)系(a=/c)，但導(dǎo)溫系數(shù)不但與材料的導(dǎo)熱系數(shù)有關(guān)，還與材料的熱容量(或儲(chǔ)熱能力)也有關(guān)；從物理意義看，導(dǎo)熱系數(shù)表征材料導(dǎo)熱能力的強(qiáng)弱，導(dǎo)溫系數(shù)表征材料傳播溫度變化的能力的大小，兩者都是物性參數(shù)。）試用所學(xué)的傳熱學(xué)知識(shí)說(shuō)明用溫度計(jì)套管測(cè)量流體溫度時(shí)如何提高測(cè)溫精度。 （提示：溫度計(jì)套管可以看作是一根吸熱的管狀肋(等截面直肋)，利用等截面直肋計(jì)算肋端溫度th的結(jié)果，可得采用溫度計(jì)套管后造成的測(cè)量誤差t為t=tf-th=，其中，欲使測(cè)量誤差t下降，可以采用以下幾種措施： (1)降低壁面與流體的溫差(tf-t0)，也就是想辦法使肋基溫度t0接近t

25、f，可以通過(guò)對(duì)流體通道的外表面采取保溫措施來(lái)實(shí)現(xiàn)。 (2)增大(mH)值，使分母ch(mH)增大。具體可以用以下手段實(shí)現(xiàn)：增加H，延長(zhǎng)溫度計(jì)套管的長(zhǎng)度；減小，采用導(dǎo)熱系數(shù)小的材料做溫度計(jì)套管，如采用不銹鋼管，不要用銅管。因?yàn)椴讳P鋼的導(dǎo)熱系數(shù)比銅和碳鋼小。降低，減小溫度計(jì)套管的壁厚，采用薄壁管。提高h(yuǎn)增強(qiáng)溫度計(jì)套管與流體之間的熱交換。)試寫(xiě)出直角坐標(biāo)系中，一維非穩(wěn)態(tài)無(wú)內(nèi)熱源常導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱問(wèn)題的導(dǎo)熱微分方程表達(dá)式；并請(qǐng)說(shuō)明導(dǎo)熱問(wèn)題常見(jiàn)的三類(lèi)邊界條件。 ( 提示：直角坐標(biāo)系下一維非穩(wěn)態(tài)無(wú)內(nèi)熱源導(dǎo)熱(dor)問(wèn)題的導(dǎo)熱微分方程式第一類(lèi)邊界條件：0,tw=fw(x, )第二類(lèi)邊界條件：0,第三類(lèi)邊界條件

26、：0,在一根蒸汽管道上需要加裝一根測(cè)溫套管，有三種(sn zhn)材料可選：銅、鋁、不銹鋼。問(wèn)選用哪種材料所引起的測(cè)溫誤差最小，為什么?為減小測(cè)量誤差，在套管(to un)尺寸的選擇上還應(yīng)注意哪些問(wèn)題?（提示：與簡(jiǎn)答題2的第(2)點(diǎn)類(lèi)似，套管材料應(yīng)選用不銹鋼，因給出的三種材料中，不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)最?。┦裁词墙佑|熱阻?減少固體壁面之間的接觸熱阻有哪些方法? （提示：材料表面由于存在一定的粗糙度使相接觸的表面之間存在間隙，給導(dǎo)熱過(guò)程帶來(lái)額外熱阻稱(chēng)為接觸熱阻，接觸熱阻的存在使相鄰的兩個(gè)表面產(chǎn)生溫降(溫度不連續(xù))。接觸熱阻主要與表面粗糙度、表面所受壓力、材料硬度、溫度及周?chē)橘|(zhì)的物性等有關(guān)，因此可以從

27、這些方面考慮減少接觸熱阻的方法，此外，也可在固體接觸面之間襯以導(dǎo)熱系數(shù)大的銅箔或鋁箔等以減少接觸熱阻。）傅里葉定律：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)單位截面積所傳遞的熱量，正比例于當(dāng)?shù)卮怪庇诮孛娣较蛏系臏囟茸兓始倕?shù)法：忽略物體內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻的簡(jiǎn)化分析方法數(shù)值分析法的基本思想：對(duì)物理問(wèn)題進(jìn)行數(shù)值求解的基本思想可以概括為：把原來(lái)的時(shí)間、空間坐標(biāo)系中連續(xù)的物理量的場(chǎng)，用有限個(gè)離散點(diǎn)上的值的集合來(lái)代替，通過(guò)求解按一定方法建立起來(lái)的關(guān)于這些值的代數(shù)方程，來(lái)獲得離散點(diǎn)上被求物理量的值。復(fù)習(xí)題 基本概念 : 傳熱 : 由熱力學(xué)第二定律 , 凡是有溫差的地方 , 就有熱量自發(fā)地從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移 , 這種由于溫差引起

28、的熱量轉(zhuǎn)移過(guò)程統(tǒng)稱(chēng)為 -. 導(dǎo)熱 : 是指物體內(nèi)不同溫度的各部分之間或不同溫度的物體相接觸時(shí) , 發(fā)生的熱量傳輸(chun sh)的現(xiàn)象 . 對(duì)流 : 指物體各部分之間發(fā)生相對(duì)位移而引起的熱量傳輸(chun sh)現(xiàn)象 . 計(jì)算題 : 1 有一直徑(zhjng)為 5cm 的鋼球，初始溫度為 450 ，將其突然置于溫度為 30 空氣中，設(shè)鋼球表面與周?chē)h(huán)境間的總換熱系數(shù)為 24w/( m 2 . ) ，試計(jì)算鋼球冷卻到 300 所需的時(shí)間。已知鋼球的 c =0.48kJ/(kg. ) , =7753kg/m 3 , =33w/(m. ). （ 8 分） 解 : 先驗(yàn)算 Bi 準(zhǔn)數(shù) , 鋼球的特

29、征尺寸為 : 故可以按薄材加熱處理 . =57.0s=0.158h 2 具有內(nèi)熱源并均勻分布的平壁，壁厚為 S ，假定平壁的長(zhǎng)寬遠(yuǎn)大于壁厚，平壁兩表面溫度恒為 t w ，內(nèi)熱源強(qiáng)度為 q v ，平壁材料的導(dǎo)熱系數(shù)為常數(shù)，試推出穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱時(shí)，平壁內(nèi)的溫度分布和中心溫度。分 解 : 因平壁的場(chǎng) , 寬遠(yuǎn)大于厚度 , 故此平壁的導(dǎo)熱可認(rèn)為是一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱 . 導(dǎo)熱微分方程為 : 邊界條件為 : x=s ,t=t w x=-s , t=t 求解上述微分方程 , 得 由邊界條件確定(qudng)積分常數(shù) : 平壁內(nèi)的溫度(wnd)分布 : 當(dāng) X=0, 則得平壁中心(zhngxn)溫度 : 3. 將初始溫度

30、為 80 , 直徑為 20mm 的紫銅棒突然橫置于氣溫為 20 , 流速為 12m/s 的風(fēng)道之中 , 五分鐘后 , 紫銅棒溫度降到 34 . 試計(jì)算氣體與紫銅棒之間的換熱系數(shù) . 已知紫銅棒密度 =8954kg/m 3 , 比熱 C=383.1J/(kg ), 導(dǎo)熱系數(shù) =386W/(m ) 解 : 先假定可以用集總系統(tǒng)法分析紫銅棒的散熱過(guò)程 其中 =5 60=300s 驗(yàn)算 Bi: 4. 一蒸汽管道 , 內(nèi) , 外徑分別為 150mm 和 159mm. 為了減少熱損失 , 在管外包有三層保溫材料 : 內(nèi)層為 2 =0.11, 厚 2 =5mm 的石棉白云石 ; 中間為 3 =0.1, 厚

31、3 =80mm 的石棉白云石互狀預(yù)制板 ; 外殼為 4 =0.14, 厚 4 =5mm 的石棉硅藻土灰泥 ; 鋼管壁的 1 =52, 管內(nèi)表面和保溫層外表面的溫度分別為 170 和 30 . 求該蒸汽管每米管長(zhǎng)的散熱量 ? 解 : 已知 d 1 =0.15m, d 2 =0.159m, d 3 =0.169m, d 4 =0.339m 各層每米管長(zhǎng)熱阻分別(fnbi)為 : 管壁(un b) : 石棉(shmin)內(nèi)層 : 石棉預(yù)制瓦 : 灰泥外殼 : 蒸汽管道每米長(zhǎng)散熱量為 傳熱學(xué)導(dǎo)熱部分習(xí)題課之一1 試分析室內(nèi)暖氣片的散熱過(guò)程，各環(huán)節(jié)有哪些熱量傳遞方式？（以暖氣片管內(nèi)走熱水為例）答：有以下

32、換熱環(huán)節(jié)及傳熱方式：由熱水到暖氣片管道內(nèi)壁，熱傳遞方式是對(duì)流(duli)換熱（強(qiáng)制對(duì)流）； 由暖氣片管道內(nèi)壁至外壁，熱傳遞方式(fngsh)為導(dǎo)熱； 由暖氣片外壁至室內(nèi)環(huán)境和空氣，熱傳遞(chund)方式有輻射換熱和對(duì)流換熱。 2、寫(xiě)出導(dǎo)熱問(wèn)題常見(jiàn)的三類(lèi)邊界條件。答：規(guī)定了邊界上的溫度值的第一類(lèi)邊界條件； 規(guī)定了邊界上的熱流密度值的第二類(lèi)邊界條件； 規(guī)定了邊界上物體和周?chē)黧w間的傳熱系數(shù)及周?chē)黧w的溫度的第三類(lèi)邊界條件。3、在東北地區(qū)，建房用磚采用實(shí)心磚還是多孔空心磚好？為什么？（僅考慮傳熱問(wèn)題）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)為0.5，而多孔空心磚中充滿著不動(dòng)的空氣，空氣在純

33、導(dǎo)熱時(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。4、在某廠生產(chǎn)的測(cè)溫元件說(shuō)明書(shū)上，標(biāo)明該元件的時(shí)間常數(shù)為1s。從傳熱學(xué)角度，你認(rèn)為可信嗎？為什么？答：根據(jù)時(shí)間常數(shù)定義，在一定條件下，可以認(rèn)為是常數(shù)，但表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)確是與具體過(guò)程有關(guān)的過(guò)程量，與測(cè)溫元件安裝的具體環(huán)境的換熱條件有關(guān)。因此，其說(shuō)法不可信。5、根據(jù)下列條件，寫(xiě)出導(dǎo)熱微分方程？直角坐標(biāo)系，一維，非穩(wěn)態(tài)，無(wú)內(nèi)熱源，常物性。答：6、熱量(rling)傳遞的三種基本方式是什么?答：導(dǎo)熱(dor)、對(duì)流、熱輻射7、絕熱邊界(binji)是第幾類(lèi)邊界條件？答：第二類(lèi)邊界條件8、穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱答：發(fā)生在穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)內(nèi)的導(dǎo)熱過(guò)程稱(chēng)為穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。（

34、或：物體中的溫度分布不隨時(shí)間而變化的導(dǎo)熱稱(chēng)為穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。）9、穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)答：溫度場(chǎng)內(nèi)各點(diǎn)的溫度不隨時(shí)間變化。（或溫度場(chǎng)不隨時(shí)間變化。）10、寫(xiě)出直角坐標(biāo)系中導(dǎo)熱微分方程的一般表達(dá)式，它是根據(jù)什么原理建立起來(lái)的？它在導(dǎo)熱問(wèn)題的分析計(jì)算中有何作用？答：（1）直角坐標(biāo)系中導(dǎo)熱微分方程的一般表達(dá)式為：（2）它是根據(jù)導(dǎo)熱基本定律（或傅里葉定律）和能量守恒定律建立起來(lái)的。（3）作用：確定導(dǎo)熱體內(nèi)的溫度分布（或溫度場(chǎng)）。11、溫度場(chǎng)答：某瞬時(shí)導(dǎo)熱體內(nèi)各點(diǎn)的溫度分布。12、溫度梯度：答：在等溫面（線）的法線方向上溫度的變化率。13、什么是導(dǎo)熱系數(shù)和導(dǎo)溫系數(shù)（熱擴(kuò)散率）？它們各自反映了物質(zhì)的什么特性？答：導(dǎo)熱系數(shù)

35、是單位溫度梯度作用下物體內(nèi)產(chǎn)生的熱流密度值。它反映了物質(zhì)導(dǎo)熱能力的大小。導(dǎo)溫系數(shù)（熱擴(kuò)散率），是物性參數(shù)。它反映了物質(zhì)的導(dǎo)熱能力與儲(chǔ)熱能力之間的關(guān)系。14、在穩(wěn)態(tài)、常物性、無(wú)內(nèi)熱源的導(dǎo)熱中，物體內(nèi)部某一點(diǎn)的溫度是否會(huì)低于其表面上任意一點(diǎn)的溫度，為什么?答：不會(huì)。如果物體內(nèi)某一點(diǎn)溫度低于其表面上任意一點(diǎn)的溫度，則在該點(diǎn)必然有一個(gè)負(fù)的熱源，或者叫熱匯，這與命題不符，所以不會(huì)。15：為什么說(shuō)用集總參數(shù)法解非穩(wěn)態(tài)問(wèn)題是近似解法？對(duì)于非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱來(lái)說(shuō)，什么情況下可以用集總參數(shù)法來(lái)解？答：因?yàn)?yn wi)集總參數(shù)法忽略了導(dǎo)熱體的導(dǎo)熱熱阻，所以是近似解法；對(duì)于非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱來(lái)說(shuō)，當(dāng)畢渥數(shù)Bi0.1的時(shí)候可以(k

36、y)用集總參數(shù)法來(lái)解。16、圖1圖1示出了常物性、有均勻(jnyn)內(nèi)熱源 、二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問(wèn)題局部邊界區(qū)域的網(wǎng)格配置，試用熱平衡法建立節(jié)點(diǎn)0的有限差分方程式（設(shè)）。答：17、一塊厚度為的大平板，與溫度為的流體處于熱平衡。當(dāng)時(shí)間時(shí)，左側(cè)流體溫度升高并保持為恒定溫度。假定平板兩側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)相同，當(dāng)時(shí)，試確定達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)時(shí)平板中心及兩側(cè)表面的溫度，畫(huà)出相應(yīng)的板內(nèi)及流體側(cè)溫度分布的示意性曲線，并做簡(jiǎn)要說(shuō)明。答：時(shí)，內(nèi)熱阻0，2tf tw1tctw2tft18、試用簡(jiǎn)練的語(yǔ)言說(shuō)明導(dǎo)熱、對(duì)流換熱及輻射換熱三種熱傳遞方式之間的聯(lián)系和區(qū)別。答：導(dǎo)熱和對(duì)流的區(qū)別在于：物體內(nèi)部依靠微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的熱量傳

37、遞現(xiàn)象，稱(chēng)為導(dǎo)熱；對(duì)流則是流體各部分之間發(fā)生宏觀(hnggun)相對(duì)位移及冷熱流體的相互摻混。聯(lián)系是：在發(fā)生對(duì)流換熱的同時(shí)必然伴生有導(dǎo)熱。導(dǎo)熱、對(duì)流這兩種熱量傳遞方式，只有在物質(zhì)存在的條件下才能實(shí)現(xiàn)，而輻射可以在真空中傳播，輻射換熱時(shí)不僅(bjn)有能量的轉(zhuǎn)移還伴有能量形式的轉(zhuǎn)換。19、以熱流密度(md)表示的傅立葉定律、牛頓冷卻公式及斯忒藩玻耳茲曼定律是應(yīng)當(dāng)熟記的傳熱學(xué)公式。試寫(xiě)出這三個(gè)公式并說(shuō)明其中每一個(gè)符號(hào)及其意義。答： 傅立葉定律：，其中，熱流密度；導(dǎo)熱系數(shù)；沿x方向的溫度變化率，“”表示熱量傳遞的方向是沿著溫度降低的方向。 牛頓冷卻公式：，其中，熱流密度；表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)；固體表面溫度；

38、流體的溫度。 斯忒藩玻耳茲曼定律：，其中，熱流密度；斯忒藩玻耳茲曼常數(shù)；輻射物體表面的熱力學(xué)溫度。20、導(dǎo)熱系數(shù)、表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)及傳熱系數(shù)的單位各是什么？哪些是物性參數(shù)，哪些與過(guò)程有關(guān)？答： 導(dǎo)熱系數(shù)的單位是：W/(m.K)； 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的單位是：W/(m2.K)； 傳熱系數(shù)的單位是：W/(m2.K)。這三個(gè)參數(shù)中，只有導(dǎo)熱系數(shù)是物性參數(shù)，其它均與過(guò)程有關(guān)。21、用鋁制的水壺?zé)_(kāi)水時(shí)，盡管爐火很旺，但水壺仍然安然無(wú)恙(n rn w yng)。而一旦壺內(nèi)的水燒干后，水壺很快就燒壞。試從傳熱學(xué)的觀點(diǎn)分析這一現(xiàn)象。答：當(dāng)壺內(nèi)有水時(shí)，可以對(duì)壺底進(jìn)行很好的冷卻（水對(duì)壺底的對(duì)流換熱系數(shù)大），壺底的熱量被很

39、快傳走而不至于溫度升得很高；當(dāng)沒(méi)有(mi yu)水時(shí)，和壺底發(fā)生對(duì)流換熱的是氣體，因?yàn)闅怏w發(fā)生對(duì)流換熱的表面換熱系數(shù)小，壺底的熱量不能很快被傳走，故此壺底升溫很快，容易被燒壞。22、用一只手握住盛有熱水的杯子，另一只手用筷子快速攪拌熱水，握杯子的手會(huì)顯著地感到熱。試分析(fnx)其原因。答：當(dāng)沒(méi)有攪拌時(shí)，杯內(nèi)的水的流速幾乎為零，杯內(nèi)的水和杯壁之間為自然對(duì)流換熱，自熱對(duì)流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)小，當(dāng)快速攪拌時(shí)，杯內(nèi)的水和杯壁之間為強(qiáng)制對(duì)流換熱，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大，熱水有更多的熱量被傳遞到杯壁的外側(cè)，因此會(huì)顯著地感覺(jué)到熱。23、什么是串聯(lián)熱阻疊加原則，它在什么前提下成立？以固體中的導(dǎo)熱為例，試討論有哪些情

40、況可能使熱量傳遞方向上不同截面的熱流量不相等。答：在一個(gè)串聯(lián)的熱量傳遞過(guò)程中，如果通過(guò)每個(gè)環(huán)節(jié)的熱流量都相同，則各串聯(lián)環(huán)節(jié)的總熱阻等于各串聯(lián)環(huán)節(jié)熱阻的和。例如：三塊無(wú)限大平板疊加構(gòu)成的平壁。例如通過(guò)圓筒壁，對(duì)于各個(gè)傳熱環(huán)節(jié)的傳熱面積不相等，可能造成熱量傳遞方向上不同截面的熱流量不相等。24、有兩個(gè)外形相同的保溫杯A與B，注入同樣溫度、同樣體積的熱水后不久，A杯的外表面就可以感覺(jué)到熱，而B(niǎo)杯的外表面則感覺(jué)不到溫度的變化，試問(wèn)哪個(gè)保溫杯的質(zhì)量較好？答：杯子的保溫質(zhì)量好。因?yàn)楸睾玫谋訜崃繌谋觾?nèi)部傳出的熱量少，經(jīng)外部散熱以后，溫度變化很小，因此幾乎感覺(jué)不到熱。25、夏天的早晨，一個(gè)大學(xué)生離開(kāi)宿舍

41、時(shí)的溫度為20。他希望晚上回到房間時(shí)的溫度能夠低一些，于是早上離開(kāi)時(shí)緊閉門(mén)窗，并打開(kāi)了一個(gè)功率為15W的電風(fēng)扇，該房間的長(zhǎng)、寬、高分別為5m、3m、2.5m。如果該大學(xué)生10h以后回來(lái)，試估算房間的平均溫度是多少？解：因關(guān)閉門(mén)窗戶(hù)后，相當(dāng)于隔絕了房間內(nèi)外的熱交換，但是(dnsh)電風(fēng)扇要在房間內(nèi)做工產(chǎn)生熱量：為全部被房間的空氣(kngq)吸收而升溫，空氣在20時(shí)的比熱(br)為：1.005KJ/(Kg.K),密度為1.205Kg/m3,所以當(dāng)他回來(lái)時(shí)房間的溫度近似為32。26、一維無(wú)內(nèi)熱源、平壁穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的溫度場(chǎng)如圖所示。試說(shuō)明它的導(dǎo)熱系數(shù)是隨溫度增加而增加，還是隨溫度增加而減小? 答:由傅立葉

42、里葉定律，圖中隨x增加而減小，因而隨2增加x而增加，而溫度t隨x增加而降低，所以導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度增加而減小。27、如圖所示的雙層平壁中，導(dǎo)熱系數(shù)1，2為定值，假定過(guò)程為穩(wěn)態(tài)，試分析圖中三條溫度分布曲線所對(duì)應(yīng)的1和2的相對(duì)大小。答：由于(yuy)過(guò)程是穩(wěn)態(tài)的，因此在三種情況下，熱流量分別(fnbi)為常數(shù)，即：所以(suy)對(duì)情形：；同理，對(duì)情形：；對(duì)情形：。計(jì)算題：一、兩層平壁穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱(dor)溫度場(chǎng)，如圖所示，已知t1/t2=2，1/2=1/3，求，1/2，R1/R2？解： 二、將初始(ch sh)溫度為400，重量(zhngling)為40g的鋁球突然拋入15的空氣中。已知對(duì)流換熱表面?zhèn)鳠嵯?/p>

43、數(shù)h=40 W/m2K，鋁的物性參數(shù)為=2700kg/m3，c=0.9 kJ/kg，=240W/mK。試用集總參數(shù)法確定該鋁球由400降至100所需的時(shí)間。（忽略輻射換熱）解：可以用集總參數(shù)法來(lái)求解：三、一雙層玻璃窗，寬1.1m，高1.2m，厚3mm，導(dǎo)熱(dor)系數(shù)為1.05；中間(zhngjin)空氣層厚5 mm，設(shè)空氣隙僅起導(dǎo)熱(dor)作用，導(dǎo)熱系數(shù)為0.026。室內(nèi)空氣溫度為25，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為20；室外空氣溫度為-10，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為15。試計(jì)算通過(guò)雙層玻璃窗的散熱量和只有單層玻璃窗的散熱量，并比較。（假定在兩種情況下室內(nèi)、外空氣溫度及表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)相同）解：雙層玻璃窗的情形，由傳

44、熱過(guò)程計(jì)算式：?jiǎn)螌硬ＡТ暗那樾危猴@然，單層玻璃窗的散熱量是雙層玻璃窗的2.6倍。四、用熱電偶測(cè)量管道中氣體的溫度，熱電偶的初始溫度為20，與氣體的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為10。熱電偶近似為球形，直徑為0.2mm。試計(jì)算插入10s后，熱電偶的過(guò)余溫度為初始溫度的百分之幾？要使溫度計(jì)過(guò)余溫度不大于初始過(guò)余溫度的1%，至少需要多少時(shí)間？解：先判斷本題能否利用集總參數(shù)法：可用集總參數(shù)法。時(shí)間常數(shù)則10s的相對(duì)(xingdu)過(guò)余溫度熱電偶過(guò)余溫度(wnd)不大于初始溫度1%所需的時(shí)間(shjin)，由題意解得五、一半徑為的長(zhǎng)導(dǎo)線具有均勻內(nèi)熱源，導(dǎo)熱系數(shù)為。導(dǎo)線外包有一層絕緣材料，其外半徑為，導(dǎo)熱系數(shù)為。絕緣材料

45、與周?chē)h(huán)境間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為，環(huán)境溫度為。過(guò)程是穩(wěn)態(tài)的。試：列出導(dǎo)線與絕緣層中溫度分布的微分方程式及邊界條件；求解導(dǎo)線與絕緣材料中的溫度分布提示：在導(dǎo)線與絕緣材料的界面上，熱流密度及溫度都是連續(xù)的。解：導(dǎo)線中溫度場(chǎng)的控制方程為環(huán)形絕緣層中溫度的控制方程為0邊界條件為：對(duì)t1,r=0時(shí)，t1為有限r(nóng)=r1時(shí)，t1=t2,對(duì)t2,r=r1時(shí)，t1=t2, r=r2時(shí)，(t2-tf)第一(dy)式的通解為第二(d r)式的通解為。常數(shù)(chngsh)，有邊界條件確定。跟據(jù)處為有限的條件，得，其余三個(gè)條件的表達(dá)式為：，；,由此三式解得：，六、一外徑(wi jn)為50mm的鋼管(gnggun)，外包一

46、層10mm 厚、導(dǎo)熱(dor)系數(shù)1=0.12 w/(m)的石棉保溫層，然后又包一層22mm 厚、導(dǎo)熱系數(shù)2=0.045 w/(m)的玻璃棉。鋼管外側(cè)壁溫為300，玻璃棉外側(cè)壁溫為38。試求每米管長(zhǎng)的散熱量及石棉與玻璃棉層之間的溫度；畫(huà)出換熱網(wǎng)絡(luò)圖。 解：; 七、一爐子的爐墻厚13cm，總面積為20，平均導(dǎo)熱系數(shù)為1.04w/m.k，內(nèi)外壁溫分別是520及50。試計(jì)算通過(guò)爐墻的熱損失。如果所燃用的煤的發(fā)熱量是2.09104kJ/kg，問(wèn)每天因熱損失要用掉多少千克煤？解：根據(jù)傅利葉公式 每天用煤 八、夏天，陽(yáng)光照耀在一厚度為40mm的用層壓板制成的木門(mén)外表面上，用熱流計(jì)測(cè)得木門(mén)內(nèi)表面熱流密度為15W/m2。外變面溫度為40，內(nèi)表面溫度為30。試估算此木門(mén)在厚度方向上的導(dǎo)熱系數(shù)。解： ，九、在一次測(cè)定空氣橫向流過(guò)單根圓管的對(duì)流換熱實(shí)驗(yàn)中，得到下列數(shù)據(jù)：管壁平均溫度tw=69，空氣溫度tf=20，管子外徑 d=14mm，加熱段長(zhǎng) 80mm，輸入加熱段的功率8.5w，如果全部熱量通過(guò)對(duì)流換熱傳給空氣，試問(wèn)此時(shí)的對(duì)流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)多大？解：根據(jù)牛頓冷卻(lngqu)公式所以(suy) 49.33W/(m.k)十、半徑(bnjng)為0.5 m的球狀航天器在太空中飛行，其表面發(fā)射率為0.8。航天器內(nèi)電子元件的散熱總共為175W。假設(shè)航天