传热学课后答案第五版.doc

蚆袆肂荿薂袅膄膂蒈袅袄莈莄袄羆膀蚂羃聿莆薈羂膁腿蒄羁袁莄莀薈肃膇莆薇膅蒂蚅薆袅芅薁薅羇蒁蒇薄聿芄莃蚃膂肆蚁蚂袁节薇蚂羄肅薃蚁膆芀葿蚀袆膃莅虿羈莈蚄蚈肀膁薀蚇膃莇蒆螆袂腿莂螆羅莅芈螅肇膈蚆螄袇蒃薂螃罿芆蒈螂肁蒂莄螁膃芄蚃螁袃肇蕿袀羅芃蒅衿肈肅莁袈螇芁芇袇羀肄蚆袆肂荿薂袅膄膂蒈袅袄莈莄袄羆膀蚂羃聿莆薈羂膁腿蒄羁袁莄莀薈肃膇莆薇膅蒂蚅薆袅芅薁薅羇蒁蒇薄聿芄莃蚃膂肆蚁蚂袁节薇蚂羄肅薃蚁膆芀葿蚀袆膃莅虿羈莈蚄蚈肀膁薀蚇膃莇蒆螆袂腿莂螆羅莅芈螅肇膈蚆螄袇蒃薂螃罿芆蒈螂肁蒂莄螁膃芄蚃螁袃肇蕿袀羅芃蒅衿肈肅莁袈螇芁芇袇羀肄蚆袆肂荿薂袅膄膂蒈袅袄莈莄袄羆膀蚂羃聿莆薈羂膁腿蒄羁袁莄莀薈肃膇莆薇膅蒂蚅薆袅芅薁薅羇蒁蒇薄聿芄莃蚃膂肆蚁蚂袁节薇蚂羄肅薃蚁膆芀葿蚀袆膃莅虿羈莈蚄蚈肀膁薀蚇膃莇蒆螆袂腿莂螆羅莅芈螅肇膈蚆螄袇蒃薂螃罿芆蒈螂肁蒂莄螁膃芄蚃螁袃肇蕿袀羅芃蒅衿肈肅莁袈螇芁芇袇羀肄蚆袆肂荿薂袅膄膂蒈袅袄莈莄袄羆膀蚂羃聿莆薈羂膁腿蒄羁袁莄莀薈肃膇莆薇膅蒂蚅薆袅芅薁薅羇蒁蒇薄聿芄莃蚃膂肆蚁蚂袁节薇蚂羄肅薃蚁膆芀葿蚀袆膃莅虿羈莈蚄蚈肀膁薀蚇膃莇蒆螆袂腿莂螆羅莅芈螅肇膈蚆螄袇蒃薂螃罿芆蒈螂肁蒂莄螁膃芄蚃螁袃肇蕿袀羅 绪论1 冰雹落体后溶化所需热量主要是由以下途径得到： 与地面的导热量 与空气的对流换热热量6夏季：在维持20的室内，人体通过与空气的对流换热失去热量，但同时又与外界和内墙面通过辐射换热得到热量，最终的总失热量减少。（） 冬季：在与夏季相似的条件下，一方面人体通过对流换热失去部分热量，另一方面又与外界和内墙通过辐射换热失去部分热量，最终的总失热量增加。（） 挂上窗帘布阻断了与外界的辐射换热，减少了人体的失热量。7热对流不等于对流换热，对流换热 = 热对流 + 热传导 热对流为基本传热方式，对流换热为非基本传热方式8门窗、墙壁、楼板等等。以热传导和热对流的方式。9因内、外两间为真空，故其间无导热和对流传热，热量仅能通过胆壁传到外界，但夹层两侧均镀锌，其间的系统辐射系数降低，故能较长时间地保持热水的温度。当真空被破坏掉后，1、2两侧将存在对流换热，使其保温性能变得很差。10 11 直线 而为时曲线12. q 首先通过对流换热使炉子内壁温度升高，炉子内壁通过热传导，使内壁温度生高，内壁与空气夹层通过对流换热继续传递热量，空气夹层与外壁间再通过热传导，这样使热量通过空气夹层。（空气夹层的厚度对壁炉的保温性能有影响，影响的大小。）13 解： 14. 解： 15 16. 解： 17已知：、 、求：、解：由于管壁相对直径而言较小，故可将此圆管壁近似为平壁即：若 因为：，即：水侧对流换热热阻及管壁导热热阻远小于燃气侧对流换热热阻，此时前两个热阻均可以忽略不记。18略 第一章导热理论基础思考题与习题（）答案：1 略2 已知：、求：、解：由计算可知，双Low-e膜双真空玻璃的导热热阻高于中空玻璃，也就是说双Low-e膜双真空玻璃的保温性能要优于中空玻璃。34略5 6已知：、/m2、求：（1）、 （2）解：（1） （2）由 7略8略9取如图所示球坐标，其为无内热源一维非稳态导热 故有： 10解：建立如图坐标，在x=x位置取dx长度微元体，根据能量守恒有： （1） 代入式（1），合并整理得：该问题数学描写为： 第二章稳态导热思考题与习题（P51-53）答案1.略 2.略 3.解：（1）温度分布为 (设) 其与平壁的材料无关的根本原因在 （即常物性假设），否则t与平壁的材料有关 （2）由 知，q与平壁的材料即物性有关4.略 5.解： 有： 6.略7.已知： , , 求：Q解： ，可认为该墙为无限大平壁 8.已知：， 求：解： 由 得一无限平壁的稳态导热 9.已知：， 求： 解： 设两种情况下的内外面墙壁温度保持不变， 且 由题意知： 再由： ，有 得： 10.已知：， 求： 解： 即有 11.已知：， 求： 解： 由题意知： 即有： 12.已知：， 求： 解：由题意知其为多层平壁的稳态导热 故有： 13.略14.已知：1）， 2） 3） 求： 解： 未变前的 1） 2） 3) ，第三种方案的强化换热效果最好 15.已知：，其余尺寸如下图所示， 求： 解：该空斗墙由对称性可取虚线部分，成为三个并联的部分 16.已知：， ， 求：1）; 2) : 3) . 解：1） 2) 3）由 得 同理： 17.已知： 求： 解：忽略管壁热阻 （管内外壁温不变） 由题意知： 即： （代入上式） 即： 即热损失比原来减小21.7%。18.已知： ， 求： 解： 19.已知： ， 求： 解： 整理得： 或：,故有 20.已知：， 求： 解： 或： ,故有： 21.略 22.略23. 解： 解微分方程可得其通解： 由此得温度分布（略）24.已知： ， 求： 解： 25.已知：， 求：解： 26.已知：，其他条件同25题求：解： 27.已知： 求： 解：（1） （2） 28.已知： ， 求： 解： 查图得： 每片肋片的散热量为 每米肋片管的散热量为： 为两肋片间的表面的散热量 29.略30.已知：，求：解： , 31.已知：， 求： 解： 32.已知： , 求： 解： 33.已知：， 求： 解：由，查表得， 再由 ，得 第三章 非稳态导热1.略 2.略 3.略 4.略5.已知： 求： 解： 同理：6.略7.已知：，（康铜） 求： 解：由 故满足集总参数法的求解条件，有： 8.已知：， 求： 解： 满足集总参数法的求解条件，故有： 9.略10.已知：， 求： 解：假设可使用集总参数法，故有： 由 满足集总参数法的计算，上述假设成立。11.已知： 求： 解： 查表得： 即： 12.已知：，求：解： 对于正六面体有： 由 查图有： 13.已知：， 缺少、求： 解：按 查表得：、由 得 均为层流 图略15. 已知：、求：、解：由查表得 图略16. 略17. 略18. 已知：、求：、解：按 查表得：、由 全板长均为层流 19. 略20. 略21. 已知： 层流 求：解：由动量积分方程有：式右即: 即 即有：两边积分有： ，22. 略23. 已知： 求：解：由边界层特点知 得： 、 、 24. 略25. 略 ，26. 略 ，27. 略 28. 已知：、求：解：按 查表得：、有：知：=，且几何相似得： 而： 29. 略30. 已知：，求：（1）是否相似（2）如何相似 解：（1），且为同类流体 ， 再： 有：得：即：知：两者流态不相似（2）若要相似，需即：而：，带入上式有：即：要使两者相似，两者的质量流量之比应为31. 略32. 略33. 略34. 略第六章 单相流体对流换热及准则关联式1、（1）、不同。夏季热面朝下，冬季冷面朝下（相当于热面朝上）。（2）、不同。流动情况及物性不同。（3）、有影响，高度为其定型尺寸。（4）、在相同流速下，d大Re大大 （） 在相同流量下，d大Re小小 （）（5）、略2、略3、不可以，其不满足边界层类型换热问题所具备的4个特征。4-15、略16.已知： 求： 解：，满足管长条件 设： 则： 按查表有： 相比较知：，故原假设不合理，重新假设：，重复上述步骤，直至，符合计算精度要求，结果略。17.已知： 求： 解： 按查表得： 管内流动处于旺盛紊流（1）按迪图斯-贝尔特公式计算 （2）按西得-塔特公式计算： 18.已知： 求： 解： 由知： 按查表得： 假设管内流动为紊流， 而 另： 得： 而： 原假设成立 再由： 得： 且有：，满足计算关联式的要求。19.已知： 求： 解：设有：，即 按查表有：得： ，取： 有： 再由：得： ，与假设不符，重新假设的值，重复上述的步骤，直至计算得满足要求的值。结果略！20.略21.已知：，求： 解：取 可按查取物性： 有： 且： 取： 22.已知：求：解：设 按查表得： 由：得 再由： 得： ，与假设不符，重新假设的值，重复上述的步骤，直至计算得满足要求的值。结果略！23.略24.已知： 求： 解：按查表得：知：由： 得： 若为光滑量，则有：知： 相比较有：25.已知： 求： 解：按查表得： 知：，层流 而：，则： 得： 26.已知：求：解：按查表得： 知：，过渡流27.已知：求：解：按查表得： 而： 故可有： 28.已知： 求： 解：按查表得： 有：得：故有：再由：得： 再按：查表得： 计算得（步骤同上）： 有： 29.略 30.略31.已知：求：解：按查表得： 查表知：,即： 再由：得： 32.已知：求：解：按查表得：按查表得：有：查表得：，即：33.已知：求： 解：按查表得：有：按查表得：，即：34.已知：求： 解：按查表得：有：查表有：35.已知：求： 解：按查表得：有： 查表有： 36.已知：求：解：按查表得：有：对于叉排查表得：对于顺排有：37-39.略40.已知：求： 解：按查表得： 故有： 查表得： 作为常壁温处理的原因：在水中的自然对换热。41.已知：求： 解：按查表得： 故有： 查表得： 42.已知：求：解：按查表得： 故有： 查表得： 43.同42题的解法。 解： 故有： 查表得： 44.已知：求：解：按查表得： 故有： 即： 查表得： 45.略46.已知： 求：解： 按查表得： 有：按查表（空气）得： 故有： 根据自模化有： 得： 再按查表（水）得： 同理得： 由此可以看出：方案2可以大大减小模型的尺寸。47.已知： 求： 解：设,按查表得： 查表有： 重新设,按查表得： 再：49-55.略56.已知：求：解：当时，不可以忽略自然对流的影响 即： 而当时，可以忽略受迫对流的影响 即：57.略第八章 热辐射的基本定律1.略 2.略 3.略（可见光与红外线的波长不同） 4.略5.对于一般物体，在热平衡条件下，根据基尔霍夫定律有：，即：(如右图）6.略 7.略8.已知： 求： 解： 查表得： 即： 同理： 查表得： 即： 再： 查表得： 即：9.已知： 求： 解：有维恩位移定律，有： 再 查表有： 即：10.已知： 求： 解： 查表得： 即： 再： 查表得： 即：11.已知：， 求： 解：（1） （2） 由 知： （3） 由 知： 12.已知： 求： 解： 查表得： 再： 查表得： 13.已知： 求： 解： = 而： 查表有： 即： 14.已知： 求： 解： 15.已知： 求： 解： 而：,查表得： 而：,查表得： 同理：,查表得： 16.同上题，略17.略18.已知： 求： 解：热平衡时有： 即： 当时，有： 试凑可得： 当时，有： 试凑可得： 第九章：辐射换热计算1.略2.略3.略4.略5.已知：、求：、解： 同理： 再：6.略7.略8.（1） (2)而：， 即：9略（）10.（1）、而：、可查图（ 图9-19）得结果略（2）而、可查图（ 图9-19）得结果略（3） 结果略 （4） 而： 即： 由此可得： 而：， 可查图（ 图9-20）得 结果略（5）而：，既有：，整理有： 结果略（6）而 ，11.(1)(2) (3) 而：即：、 可查图得（略）（4） 查图即可得（略）（5）（6） （略）12.略13.已知：，求：解：,有： 14.略15.已知： 求： 解： 查图即得（ 图9-20） 而 即 (结果略)再: 对节点d有：既有:而： 即： （结果略）16.已知： 求： 解：由： 查图知 再由完整性知： （结果略）又因：，可取其表面热阻故有： 17.已知： 求：解：设上表面为，其,其与1面间的辐射换热量为： 再面与房间间的辐射换热为：而：故：热损失 18. 计算略， 面与房间间的辐射换人量同上题，结果略19.略20.略21.已知：， 求： 无遮热板时： （结果略）有遮热板时： 即：而 即：即： （结果略）再 即： （结果略）22. 步骤同上题，计算结果略。23.略24.已知： 求：解： 计算步骤同15题，计算略。25.已知： 求： 解：（1） 而：即： 试凑得 （结果略）（2） （结果略）（3） （ 考虑气体及周围物体的辐射。） （结果略）26.已知： 求： 解： 1热电偶 2管壁由热平衡知：即： （结果略）（结果略） 讨论： 27. 设遮热板温度为，则有： 联立上面两式凑得及 结果略。2835 （略）第十章 传热和换热器17（略）8.已知： 求： 解： 而：按 查表有： 查表知： ，9.略10.已知： ， 求：解：，且稳定时（热平衡）带入数值并整理有：11.略12.略13.已知：， 求：顺 、逆 、交解：（1）顺（2）同理 逆（3） 查图得： 交逆14.已知： （1） （2）求：解：由热平衡方程知：由此知（）此换热器需按逆流布置有：，不适用，适用15.已知： 求：逆交解：由热平衡方程得： （1）逆流时 逆 逆（2）1-2型 查图得：，知：逆（3）同理得：交，（） 交=交逆交交16.查标准状态（）时的 即：其它计算同前（略）17.略18.已知:C 求：（1）（2）（3）（4）解：（1） 即（2）故：（3）顺流时：顺顺-1逆流时： 逆逆-1-119.已知： 、 、求：解：由热平衡方程式有： -1即有：再：查图得：NTU即：NTU 20.略（同上题）21.已知：、 、 求：、 解：按查表得：、由 知再： 但 则有：取 较增大6722.已知：、 、 求：、解：再：-1-1即：另：NTU查图有： 薄螆肀荿莇蚂聿聿薂薈肈膁莅袇膇芃薀螃膇莆莃虿膆肅蕿薅膅芈莂羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁蝿芄蒈薇袈莆蚄袆袇肆蒆螂袆膈蚂螈袅莁蒅蚄袅蒃莈羃袄膃薃衿袃芅莆螅袂莇薁蚁羁肇莄薇羀腿薀袅罿节莂袁罿蒄蚈螇羈膄蒁蚃羇芆蚆蕿羆莈葿袈羅肈蚅螄肄膀蒇蚀肃节蚃薆肃莅蒆羄肂膄芈袀肁芇薄螆肀荿莇蚂聿聿薂薈肈膁莅袇膇芃薀螃膇莆莃虿膆肅蕿薅膅芈莂羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁蝿芄蒈薇袈莆蚄袆袇肆蒆螂袆膈蚂螈袅莁蒅蚄袅蒃莈羃袄膃薃衿袃芅莆螅