传热学第五版第1-4章习题解答.doc

传热学（第五版）第0章-第3 章习题解答第0章 绪论0-4、解答题略。0-6 答:对流换热和对流不是同一现象.热对流是指:若流体有宏观运动，且内部存在温差，则由于流体各部分之间发生相对位移，冷热流体相互掺混而产生的热量传递现象，简称对流.如热空气往上升时,把热量传给上部空间的冷空气的流动属于对流.对流换热是指流体在与它温度不同的壁面上流动时，二者之间（流体与壁面之间）产生的热量交换现象。它是导热与热对流同时存在的复杂热传递过程。 如暖气片周围的空气受热后,沿着教室墙壁的流动;热水在热力管道内的流动等属于对流换热.0-6 答:首先,冬季和夏季的最大区别在于室外温度的不同.夏季室外温度比室内温度高,因此通过墙壁的热量传递是由室外传向室内.而冬季室外气温比较比室内低, 通过墙壁的热量传递是由室内传向室外.因此冬季和夏季墙壁内表面的温度不同,夏季高而冬季低.因此人体在冬季通过辐射而与墙壁的散热比夏季高很多.人对冷暖感觉的衡量指标是散热量的大小而不是温度的高低,即当人体散热量少时感到热, 人体散热量多时感到冷. 拉上窗帘后顿觉暖和,是因为窗帘起到了保温层的作用,减少了通过窗户向外散失的热量,故顿觉暖和!0-9 答:真空玻璃夹层:阻止热传导和对流换热;夹层内镀银:反射辐射热;热量如何通过瓶胆传到外界: 略瓶胆的玻璃尖嘴打破变得很差,因为空气进入夹层后,会由于空气与瓶胆壁面之间的对流换热而引起热量散失.0-13：解：(m2K)/W W/(m2K) W/m2 又 =385.73 W0-14：解： K/W (面积为A2的平板表面上的热阻) (m2K)/W （单位面积热阻） W/m2 W0-15：解： 0-17：解：（1） (m2K)/W W/(m2K) W（2） W 误差（3）可以忽略，因为厚度很小，金属的导热系数较大，则导热热阻很小。故可以忽略。第一章 导热理论基础1-4：前提是假定所研究的物体是各向同性的连续介质，其导热系数比热容c，和密度均为已知，并假定物体内具有内热源。1-5 （1） K/m W/m2温度分布图:（2） K/m W/m2 1-6：解：（1） W/m2平板一侧：平板另一侧： W/m2(2)根据式（1-20），导热微分方程应为：即： W/m3 则平壁有内热源，其强度为 W/m3 1-9 解：由于对称受热，在球坐标系中为常物性一维无内热源非稳态导热问题，分析厚度为的微元球的导热：忽略高阶小量得微元球净导热：微元球内能增量由能量守恒定律 于是得导热微分方程 ： （1）边界条件：（中心无热流，绝热）（2） （第三类边界条件）（3）注意：本题的导热微分方程也可由教材P19页：式（1-25）化简得出。1-10 第2章 稳态导热2-5 推导空心球壁导热量计算公式和球壁的导热热阻。解：2-6 推导第三类边界条件下球壁传热量计算公式和球壁的导热热阻。解： (2) (3)联立（1）、（2）、（3）消去、得：2-8 答案：15.1或15.08 2-9 解：未加贴硬泡沫塑料时： W/(m2K)加贴硬泡沫塑料时： 根据题意：即： 或:0.091m91mm2-10 解：以平壁的平均温度计算保温层的导热系数： W/(m.K) 依题意： =147mm 即保温层的厚度应大于0.147m。2-11 答案: 504 mm2-13 解： (m2.K)/W W/(m2K) W/m22-14解： (m2.K)/W W/(m2.K) =29.94（250-60）=5689 W/m2 W/m2 W/(m2.K) W/(m2.K)=30.03（250-60）=5706 W/m2 W/m2 W/(m2.K) W/(m2.K)=36.10（250-60）= 6859 W/m2 W/m2答：三种方案的传热量分别增加了1，17，1171 W/m2 ，第三种方案最有效。2-17 mm mm mm mm 单位管长圆筒壁的导热热阻：管道： (m.K/W)第一层： (m.K/W)第二层： (m.K/W)（2） W/m2-18 解： mm mm W/m 即所产生的热量必须小于导线能承受的热量。 A2-19： 即： mm2-24 解：已知： , (1) 1/m (2)th(ml)=th(18.90.025)=th(0.4725)=0.4402 W/m2第三章 非稳态导热3-8 解：因为钢板的高度和宽度远大于厚度，所以是无限大平板。 所以定型尺寸为 mm可以采用集总参数法。即：解得： s 3-14 解q：因为钢板的高度和宽度远大于厚度，所以属于无限大平板的导热问题。 所以定型尺寸为 mm可以采用集总参数法。即：解得： s =0.5 h3-19 解： (本题中115应改为11.5)常热流密度条件下半无限大物体内温度场的表达式为：当时，其中 即： （1）当m 时 即 （2）由（1）、（2）求得： m2/s W/(m.K)3-23 解：砖墙显波层厚度：解