传热学第五版完整版答案

1、1冰雹落地后，即慢慢融化，试分析一下，它融化所需的热量是由哪些途径得到的？答：冰雹融化所需热量主要由三种途径得到：a地面向冰雹导热所得热量；b、冰雹与周围的空气对流换热所得到 的热量；c、冰雹周围的物体对冰雹辐射所得的热量。2秋天地上草叶在夜间向外界放出热量，温度降低，叶面有露珠生成，请分析这部分热量是通过什么途径放出的？放到哪里去了？到了白天，叶面的露水又会慢慢蒸发掉，试分析蒸发所需的热量又是通过哪些途径获得的？答：通过对流换热，草叶把热量散发到空气中；通过辐射，草叶把热量散发到周围的物体上。白天，通过辐射，太阳和草叶周围的物体把 热量传给露水；通过对流换热，空气把热量传给露水。4现在冬季室

2、内供暖可以采用多种方法。就你所知试分析每一种供暖方法为人们提供热量的主要传热方式是什么？填写在各箭头上对流换热导热,对流换热和答：暖气片内的蒸汽或热水暖气片内壁暖气片外壁辐射、亠、，对流换热和辐射辐射门“辐射亠室内空气人体；暖气片外壁墙壁人体对流换热一，门导热一，门，才对流换热和 电热暖气片：电加热后的油暖气片内壁暖气片外壁辐射室内空气对流亠射人本辐射辐射 辐射红外电热器：红外电热元件 人体；红外电热元件 墙壁人体 _ t 对流换热和辐射，对流换热和辐射” t:加热风对流亠射人体电热暖机：电加热器加热风人体 冷暖两用空调机（供热时）辐射太阳照射：阳光人体5.自然界和日常生活中存在大量传热现象，

3、如加热、冷却、冷凝、沸 腾、升华、凝固、融熔等，试各举一例说明这些现象中热量的传递方 式？答：加热：用炭火对锅进行加热辐射换热 冷却：烙铁在水中冷却对流换热和辐射换热 凝固：冬天湖水结冰对流换热和辐射换热 沸腾：水在容器中沸腾对流换热和辐射换热 升华：结冰的衣物变干对流换热和辐射换热 冷凝：制冷剂在冷凝器中冷凝对流换热和导热 融熔：冰在空气中熔化对流换热和辐射换热5夏季在维持20C的室内，穿单衣感到舒服，而冬季在保持同样温度的室内却必须穿绒衣，试从传热的观点分析其原因？冬季挂上窗帘布 后顿觉暖和，原因又何在？答：夏季室内温度低，室外温度高，室外物体向室内辐射热量，故在20C的环境中穿单衣感到舒

4、服；而冬季室外温度低于室内，室内向室外辐射散热，所以需要穿绒衣。挂上窗帘布后，辐射减弱，所以感觉 暖和。6. “热对流”和“对流换热”是否同一现象？试以实例说明。对流换 热是否为基本传热方式？ 答：热对流和对流换热不是同一现象。流体与固体壁直接接触时的换 热过程为对流换热， 两种温度不同的流体相混合的换热过程为热对流， 对流换热不是基本传热方式，因为其中既有热对流，亦有导热过程。9. 一般保温瓶胆为真空玻璃夹层，夹层内两侧镀银，为什么它能较长 时间地保持热水的温度？并分析热水的热量是如何通过胆壁传到外界 的？什么情况下保温性能会变得很差？答：镀银减弱了水与内壁的辐射换热，而真空夹层阻止了空气与

5、壁之 间的对流换热，两层玻璃之间只有辐射换热，外层的镀银则减弱了外 壁与外界之间的辐射作用。如果真空中渗入空气，则保温性能将变得 很差。，对流换热匕、辐射，l、对流换热，十、， 热水内壁外壁外界空气8面积为12m2的壁的总导热热阻与它单位面积上的份上热阻之比为多少？答：R=RJ129利用式（0-1）分析，在什么条件下图 0-2中平壁内的温度呈直线关 系变化？什么条件下将呈曲线关系变化？答：当入与温度无关时，平壁中的温度呈直线关系变化；当 入与温度 有关时，平壁中的温度呈曲线变化。10. 一燃气加热炉，炉子内壁为耐火砖，外壁为普通红砖，两种砖之间 有的填充保温材料，而有的则为空气夹层，试分析这两

6、种情况下由炉 内到炉外环境的散热过程？如果是空气夹层，空气层的厚度对炉壁的 保温性能是否会有影响？答：中间为保温材料的过程：两壁与外界环境之间为对流和辐射换热， 两壁与保温材料之间均为导热；如果是空气夹层，则夹层中为对流换 热，空气层的厚度与保温性能无关，因为对流换热与厚度无关。第一章导热理论基础1按20C时，铜、碳钢（1.5%。、铝和黄铜导热系数的大小，排列它 们的顺序；隔热保温材料导热系数的数值最大为多少？列举膨胀珍珠岩散料、矿渣棉和软泡沫塑料导热系数的数值。答：铜 铝黄铜碳钢；隔热保温材料导热系数最大值为 0.12W/( m?K)膨胀珍珠岩散料：25 C360-300Kg/m0.021-

7、0.062 W/ (m?K)矿渣棉：30 C207 Kg/m30.058 W/ (m?K)软泡沫塑料：30 C341-162 Kg/m0.043-0.056 W/ (m?K)2 已知：-0.62W(m.K)、* 0.65W (m K)、上3 =0.024乡缶丸).16W(mK) 求：R ,、R ,解: I f =觴聶爲 101.146m2KW=0.265m2 k/W 二；32 56R =打 = 065 0.024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。3. 一建筑物玻璃窗尺寸为1m*1.2m，已知其内表面温度为20

8、 C，外 表面温度为5C,玻璃的导热系数为0.65W/(m.K)，试求通过玻璃的 散热量损失。若改用双Low-e膜双中空玻璃，其散热量损失为多少？ 解：根据傅里叶公式：Q二Ak(T2-T1)/L=1.2x0.65(20-5) /0.005=234W4. 推导导热微分方程式的已知前提条件是什么？答：导热物体为各向同性材料。5.甘52(1) 2000k/m ,q=-2X 10(w/m).ext52(2) 2000k/m ,q=2x 10 (w/m).dx6. (1) qx =0, qx_、-9 103w/mi3(2) q、=1.8 105 w/m5. 已知物体的热物性参数是 入、p和C,无内热源，

9、试推导圆柱坐标系 的导热微分方程式。答:-:t 1/ 理、1t ；：2tn二胡r牙（書）卡十音6. 已知物体的热物性参数是 入、p和c,无内热源，试推导球坐标系的 导热微分方程式。2答:.：t 12 讥1；. ；：t1；tar ( P - (sin )222r r r r sin - r sin9. 一半径为R的实心球，初始温度均匀并等于t0,突然将其放入一温度恒定并等于tf的液体槽内冷却。已知球的热物性参数是 入、p和c,球壁表面的表面传热系数为h,试写出描写球体冷却过程的完整数学描 述。Ct扎1 C2 Ct飞一(r2),2 0,0“ R去Pc r cror答：已=0,0 兰 r 兰 R,t

10、 = t02。,= R,-丸+ = h(tL-tf)dtr =0,=0dr10. 从宇宙飞船伸出一根细长散热棒，以辐射换热将热量散发到外部空 间去，已知棒的发射率（黑度）为，导热系数为入，棒的长度为I , 横截面面积为f,截面周长为U,棒根部温度为T 。外部空间是绝对零度的黑体，试写出描写棒温度分布的导热微分方程式和相应的边界 条件。答. /t _ 旳b(t +273)4U答：x2fx=0 , t+273二TX-虫CX7 b(ti273)4第二章稳态导热1为什么多层平壁中温度分布曲线不是一条连续的直线而是一条折线？答：因为不同材料的平壁导热系数不同2导热系数为常数的无内热源的平壁稳态导热过程，

11、若平壁两侧都给定第二类边界条件，问能否惟一地确定平壁中的温度分布？为什么？答：不能。因为在导热系数为常数的无内热源的平壁稳态导热中一为dx常数，q为定值，由q -求解得t - -x c常数c无法确定，所以CX九不能惟一地确定平壁中的温度分布。3导热系数为常数的无内热源的平壁稳态导热过程，试问（1）若平壁两侧给定第一类边界条件tw1和tw2，为什么这一导热过程的温度分布与 平壁的材料无关？为什么？（ 2）相同的平壁厚度，不同的平壁材料,仍给定第一类边界条件，热流密度是否相同。答:（ o因为在该导热过程中=ct ct不相同。因为q =忑为定值而入不同则-随之而变。4.如果圆筒壁外表面温度较内表面温

12、度高，这时壁内温度分布曲线的情形如何?I dIn d1答：圆筒壁内的温度分布曲线为t二twi -（twi -tw2）d-（tw： tw2）ln di5.参看图2-19,已知球壁导热系数X为常数，内外表面分别保持twi和 t w2,度推导空心球壁导热量计算公式和球壁的导热热阻。答：球体的C22，丄丄（2讥、1 t2门r2：:r)=2兰 r=0.:r 汀2当r=ri时,当r=2时，上式进行求r2r1_tw2tw1= tw1.tw1 -tw2所以球体的温度分布为(2 r rdr.:r)=0t=tw1t=tw2球体的导热量q= dtdr12 .4： r2空心球壁的导热量为dtdrc1r1C2 qrC2

13、计算公.tw1tw22 2r r2r1w1w1-tw21Q=Aq=4r2q,且4(twl - tw2)ci1 w2Jr2 4，导热热阻为（1f）4一6同上题，若已知边界条件改为第三类边界条件，即已知tmhi和tf2,h2试推导通过空心球壁传热量的计算公式和球壁的传热热阻。2=4 a rig -tfj答: Q2-4 r2 h2 (tw2 _ t f 2 ) t f 1 - t f 21 ( 1 1 1 )r12h1r；h2(:tw1 - tw2-1 ) 1r2 4 : 传热热阻为1,1 1+ 2 2r1 h1r2 h27 .答：通过砖墙总散热：=672 (W8. 答：内表面温度tw1=1.5 C

14、9. 解：设两种情况下的内外面墙壁温度tw1和tw2保持不变,且tw! - tw2由题意知q121 工tw1 tw2tw1tw2323tw2q1q _ 31 _92q2l.1再由:=0.2q，有；31 2 3= 0.2得:十3片亍4 0.06能磊fmm10.答：保温层厚度 0.147 (m =147(mm)11. 答：红砖层厚度应改为 500 (mm12. 答：该双层玻璃窗的热损失 41.66 (W单层玻璃;其它条件不变时热损失2682.68 (W13. 答：第一层占总热阻比：22.2%第二层占总热阻比：51.9%第三层占总热阻比：25.9%14. 答：表面传热系数 K=30.23 W/ (n

15、b K)热流通量q=5687.2 W/m215. 方案(1) K=29.96 W/ (m K)方案(2) K=29.99 W/ (m K)方案(3) K=37.4 W/ (m - K)16. 答：取修正系数=0.96单位面积导热阻：0.204 (m - K) /W16. 已 知 ：4 =160mm,d2 =170mm, =58W/(m k)、2 = 30mm, 2 =0.093W/(m k)3求：1)解：R，1,R，2,R.3； 2)ql : 3)tw2,tw3 .= 40mm, 3 =0.17W/(m k),tw1 =300C, tw4 =50 C2)1 Rln紀人1嚅八664 10如k)/

16、Wln d2 2 22 /. 2 d?1 In 170 60 = 0.517(m k)/W2 0.093170Ind22 2 2、3d2 2j2In 170 + 60*80 丸加，k)/W2二 0.17170 60：tAt q Ri R2 R3300 一50314.1W/m0.517 0.279qitw1 - tw2R“得tw2 二tw1=300314.1 1.664 10* =299.95 C同理:tw3 =tw4 qR.3 =50 314.1 0.279 = 137.63 C18.解:调换比调换前减少13.41 %19.电流是 6.935 (A)19.已知：d1 =85mgd2 =100m

17、m, =40W/(m k),tw1 =180 C2 =0.053W/(m k),tw3 乞40ql =52.3W/ mR入11tw21 1 1 11 I I 1tW3求:一 I d2 _ , d2+2Sln d1In d22n 1 d12n 2 d2解:qi= _ tw1 _tw3R1 In亠 n d2 222d122 d2整理得:丄一丄心)qi2 i，idi1002(1貯窪吧)2-1) =72mm或：R.2 R.1,故有：tw31, d22 2In2t.2 d2d 2恥 =、2 =q|-1)=72mm221. 解：取保温材料外表面温度为室温 25C时，蒸发量m=1.85 kg/h22. 解：

18、有，* = 4 2h223. 根据现有知识，试对肋壁可以使传热增强的道理作一初步分析。 答：肋壁加大了表面积，降低了对流换热的热阻，直到了增强传热的 作用。24直径为d,长度为I的细长圆杆，两端分别与温度为 ti和t2的表 面紧密接触，杆的侧面与周围流体间有对流换热，已知流体的温度为 tf，而tfVti或t2，杆侧面与流体间的表面传热系数为 h,杆材料的导热 系数为入，试写出表示细长杆内温度场的完整数学描述，并求解其温 度分布。量就是内热源强度h(t - tf)二 ddx4h(t - tf)d答：把细长圆杆看作肋片来对待，那么单位时间单位体积的对流散热dL|-dh(t-tf00xldx dx=

19、lx=0t=t1t=t2令m二d2t广J厶+A L.则d7（ttf）可化为d7肋的过余温度为 0 =t-tf，则 0 1 =tl-tf, 0 2=t2-tf,丁 - c1 exp(mx) gexpCmx)根据边界条件，求得:Cij2 - r exp(ml)片 exp(ml) v2exp(ml) _ exp(_ml)C2exp(ml) _ exp(_ml)所以该杆长的温度分布为:二2 rexp(ml)exp(ml) _ exp(_ml)exp(mx)exp(_ mx) exp(ml) _ exp(_ml)25.解：温度 V - 44.88ch 0.472 -18.9x1散热量=321.33(W)

20、25.已知： =15mm,l =20mmr =48.5W/(m k),t| =84 C, t0 = 40 Ch =20W/(m2 k)求：览-tf解： mlI =0.122048.5 1.5 102-0 to -tf ch(ml) t| -tf二 ch(ml)tlCh(ml) -1。_84ch(2) 一40 二舶鸽ch(ml) -1ch(2) -1ch(2) =3.7622tf100998499.93100% =15.9% 27.解：材料改变后，测出t l=99.85%误差：100-99.85=0.15 C26已知：、.=0.8mm, I =16Omm,t0 =60 C,=16.3W/(m k

21、)，其他条件同 25求:.-：t解:mlI =1602016.3 0.8 10 =6.27tft|Ch(mI) -t0ch(ml) -184ch(6.27) -60ch(6.27) -1=84.09 Cch(6.27) =264.24 100% = 84.09 一84 100% = 0.11% tf84.0928已知：d1 =77mm,d2 = 140mm,、=4mm,P =25mm, =50W/(m k)h =60W/(m2 k),t0 =320 C, tf=75 C求:ql解:1l(dd131.5dlc =l33.52% = r l = 72f = - (r2c -r1 4 10(72-3

22、8.5) 101.34 10*m2113lc22 ,_ 33.5 1050 1.34 10，2 60-0.821% _ 72r133.5= 2.15查图得:f 078每片肋片的散热量为QiQi 二 fQo 二 fhF(to-tf)-2 二(r2c - ri ) f h(t0 - tf )=2: (7238.5) 10* 0.78 60 (320 - 75) = 266.7W每米肋片管的散热量为：q二 nQ (n-1)Q2n =1000 1 =41 片/ 米25-41 266.7 40 1.48 =11kWQ2为两肋片间的表面的散热量Q2 = d1P(t -1 f)工黒汹 77 10 25 10

23、 (320 75) = 1.48W28. 答：(1)铝材料 f =0.961(2) 钢材 f =0.85329. 答：总散热量包括肋表面管壁面散热之和：11.885kW31.答:散热量：484.29(W/m32.答：H _3 ,=154.21W34.答：接触面上温差51.4 C第三章 非稳态导热1. 何谓正常情况阶段，这一阶段的特点是什么？ 答：正常情况阶段：物体内各处温度随时间的变化率具有一定的规律， 该阶段为物体加热或冷却过程中温度分布变化的第二阶段。2. 何谓集总参数分析， 应用这种方法的条件是什么？应怎样选择定型尺 寸？答：当 Bi0.1 时，可以近似地认为物体的温度是均匀的，这种忽略

24、物 体内部导热热阻， 认为物体温度均匀一致的分析方法称为集总参数法。Bi给出任意形态的物体，由于它的导热系数很大，或者它的尺寸很 小，或者它的表面与周围流体间的表面传热系数很小，因此物体的 准则小于 0.1，可以采用集总参数法。3. 试举例说明温度波的衰减和延迟性质。答：综合温度的振幅为37.1 C，屋顶外表面温度振幅为 28.6 C,内表 面温度振幅为4.9 C,振幅是逐层减小的，这种现象称为温度波的衰减。不同地点，温度最大值出现的时间是不同的，综合温度最大值出 现时间为中午12点，而屋顶外表面最大值出现时间为 12点半，内表 面最大值出现时间将近16点，这种最大值出现时间逐层推迟的现象叫

25、做时间延迟。4. 用不锈钢作底板的家用电熨斗初始时处于室温tf。当开关接通后，电热器在底板内以qvW/m3的强度发热。不锈钢的热物性参数 入、p和 c均为已知，不锈钢的体积为V,暴露于空气中的表面面积为A,该表 面与空气之间的表面传热系数为 h,试用集总参数法分析电熨斗底板温 度变化T（）.答：根据物体热平衡方程式得，G0cVVqv - hAdz/、 qvV/ hA 、珂）=融cexp（芫V）q V又当 =0 时，二（0） =0, c = hA所以 二（）=型1 exp（-出）所以,hAcV5.该热电偶外形为球形，定性尺寸L二旦=0.025 m3c1 胡.52 Sc2 = 0.7 S兀20.0

26、030.01646.=0.000716 (m m):cV：cLn= 111.56S7. 此答案取热电偶球形直径 d=0.5mm则t =14.43 s8. . =426(s)T=119.05 C9.10. h=83.2 W/(m 2 K)11. =48 min12. . =6 h13.14. g 一 12 -22 =34v -12 - 22 - -10二 0.003 0.0164 0.0032Pcj9JLX/厂10】hA 60 a h7.50 45区域内的流动及换热 的机制。1答：由公式二:PrPr s：1t.，6此时在边界层内热量扩散强度远大于动量扩散。13. 、t =9.78 10*m14.

27、 局部表面传热系数:12.、. =1.47 10 Jm2hxam =22732 w/(m k)2hxA.2m = 1608.2 w/(m k)2hx3m =1312 w/(m k)2hx=0.45m - 1071.2 w/(mk)2平均表面 h =2142.4 w/(m k)15.:-max =2.54 10”m16.Vu：=2= 0.376注：17. max =1.3 10”m/s18. x c=0.923 m全板长为层流：h=13.9 W/(m 2.k)= 556(W)19. x c=0.026 m紊流换热系数关联式：h=24289 W/(m2 k):;=971577(W)20. x c=

28、8.265m,全板长流动层流h=325.5 W/(mi K),日=2(W)4122. Ng -0.02872RJP 323. h =btw -tf5-24由边界层能量微分方程式直接导出能量积分方程式。解：常物性不可压缩流体，忽略粘性耗散，二维的边界层能量微分方程表示为：25.抖t?2tu + u = a2抖y ?y2同样，上式在方向上对整个温度边界层厚度积分，得d抖卿抖d戶0 u；dy=a?乔进一步可写为d d d抖 腳tdy 0t抖dy+S由连续性方程知抖uu=-，u抖xd outdy 蝌整理得dxdt td?2t0-?7dy=撐0 y?yy=0d ?u尸d =- 哦dy代入上式得：K抖 d

29、 U J抖t申?xdy-t 0 抖dh?tQdy=-a?yd?tq（ - t）dy=a?y取过余温度=t-切,上式变为怎曲-q如諾=2- tw -tfa 2Jr026. Q=120.5w4227. h=10 W/(m-k)28. h 2=8.24 W/(m 2 k)29.=296.8Wy=02y。即此为边界层能量积分方程。30. 使 G =G2d231. h=31.4 W/(m 2 k)第六章 单相流体对流换热及准则关联式1.试定性分析下列问题：（1）夏季与冬季顶棚内壁的表面传热系数是否一样？（2）夏季与冬季房屋外墙外表面的表面传热系数是否相同？（3）普通热水或蒸汽散热器片型高或矮对其外壁的表

30、面传热系数是 否有影响？（4）从传热观点看，为什么散热器一般都放在窗户的下面？（5）相同流速或者相同的流量情况下，大管和小管（管内或管外） 的表面传热系数会有什么变化？答：（1）夏季与冬季顶棚内壁的表面传热系数是不一样的。因为夏季 与冬季顶棚内壁与室内的空气温度的温差是不一样的。（2）同（ 1）夏季与冬季房屋外墙外表面的表面传热系数也是不 一样的。（3）普通热水或蒸汽散热器片型高或矮对其外壁的表面传热系数 是有影响的。因为他们的定性尺寸是不一样的。（4）因为窗户附近负荷大，散热器放在窗户的下面可以在窗户附 近形成一热幕，使冷负荷尽可能少的进入房间。这样使室内温度更均 匀。（5）相同流速或者相同

31、的流量情况下，大管的对流传热系数小， 小管的对流传热系数较大些。2.传热学通常把“管内流动”称为内部流动，将“外掠平板，外掠圆 管”等称为外部流动，请说明它们的流动机制有什么差别。这些对流 换热问题的数学描写有什么不同？答：管内流动对流换热的热阻主要在边界层。Re 104为旺盛湍流区,Re=2300104为过度区。无论层流还是湍流，都存在入口段，且入口段 的换热很强。管内充分发展的流动与换热，表面传热系数h为常数。管内流动的换热边界条件有两种，即恒壁温及恒热流条件。对层流和 低N u数介质的流动，两种边界条件结果不同。但队湍流和高 p r数 介质的换热，两种边界条件的影响可以忽略不计，即换热的

32、 Nu是一样“片=0.023Ref08 巴 n加热流体n二0.4外掠单管关联式为冷却流体n二0.3的。管内流动与外部流动其边界层也是不同的。内部湍流数学描写NUf = cRefn Prf1/3c、n值根据 Ref来确定5. 答：第一种散热器进出口方法是最不利的，热水根本就不进入管内83.5=4.65 105 W23.23. 类比定律;h=7051 w/(m 2 k)光滑管：西得一塔特公式8026 w/(m2 k) 迪图斯贝尔特式 7033 w/(m 2 k)224. H=5.2 w/(m k)225. h=16.3 w/(m k)26. h=20513 w/(m 2 k)227. t w=65

33、.24 C h=31.42 w/(m k) = 484 W28. 相差百分比：18.7%31. t w=158.5 C32. p ma)=50.463(kw)33. h=131.7 w/(m 2 k)234. h=157.2 w/(m k)35. h=20157 w/(m2 k)2 236. h=70.4 w/(m k) h 顺=69.5 w/(m k)39.比例0.850.9511.051.251.5功耗50.8770.02 IJ0.09 90.21 133.18 190.(5440.换热量= 1.809 105W N 功耗=65.5 (W242. h=5.16 w/(m k)43. =31

34、54W44. q =132W/m245. =1016W h=4.233 w/(m k) 46.t w,max=55.5 C48.N=779.2(W)252. H=7.07 w/(m k) =1021.3W2 253. : e =1.325 w/(m k) q=13.25 w/(m k) 54. =10.5(mm) q=23.9 w/m2第七章凝结与沸腾换热1. 凝液量：m=0.0116(kg/s)2. 水平放置时，凝水量 m=0.0166(kg/s)23. 壁温 tw=1000 , h=12029 w/(m k)4.向下咼度局部换热系数w/(m k)平均换热系数w/(m2 k)X=0.1m97

35、6313015X=0.5m65298704X=1.0m549073195.此时管下端液膜内已出现紊流。2H=6730 w/(m k)6. 竖壁高h=9.2 mm7.单管与管束平均表面传热系数之比：h单=2.1店束8.凝结水量 m=5.1410-3 (kg/s)9. 考虑过冷度时，m=5.12 10-3(kg相差： 514 512 100% =0.39%5.1410 .管长L =1m ,管长减少量 丢11.511. 凝结表面传热系数h=700.2 w/(m 2 k)凝液量：m=5.242 10-3(kg 12.管长能缩短13. 用于水时，h=5341.1 w/(m 2 k)700.2与11题相比

36、换热系数倍率53411 =7.6315. 氟利昂 12 :=42143 (W氟利昂 22 :=50810 (W差异：20.6%16. 用电加热时，加热方式是控制表面的热流密度。而采用蒸汽 加热则是壁面温度可控的情形。由大容器饱和沸腾曲线可知，当加热 功率q稍超过qmax值时，工况将沿qmax虚线跳至稳定膜态沸腾线，使 壁面温度飞升，导致设备烧坏。总之，电加热等依靠控制热流来改变 工况的设备，一旦热流密度超过峰值，工况超过热流密度峰值后，沸 腾温差将剧烈上升到1000C左右，壁温也急剧升高，发生器壁烧毁现 象。采用蒸气加热时，工况点沿沸腾曲线依次变化。不会发生壁面温 度急剧上升情况。18. 由式

37、(7)秸厂；，在一定的也Pq,Ts五个量中，只有性 随压强变化最大，P增加时，厂的增加值将超过Ts的增值和 的减少, 最终使Rmin随P的增加而减小。19. h=1.51 104 w/(m2 k)20. h=67140 w/(m 2 k)21. 温度降为183C h=1585 w/(m 2 k)与自然对流相比较，h自然对然h沸腾7691585二 0.48522. Q=3077.18 w/(m2 k) ,t R06.6 C23. Cw,0.0115第八章 热辐射的基本定律1热辐射和其他形式的电磁辐射有何相同之点？有何区别？答：物质是由分子、原子、电子等基本粒子组成。当原子内部的 电子受到激发或振

38、动时，产生交替变化的电场和磁场，发出电磁波向 空间传播，这就是电磁波。它是热辐射和其他电磁辐射的相同点。但 由于激发的方法不同，所产生的电磁波长就不相同，它们投射到物体 上产生的效应也不相同。如果由于自身温度或热运动的原因而激发产 生的电磁波传播就称为热辐射。2为什么太阳灶的受热表面要作成粗糙的黑色表面，而辐射采暖板不 需要作成黑色？答：太阳灶和辐射采暖板的区别主要源于它们对温度的不同要求： 太阳灶的温度一般都在几百度以上， 为了更有效吸收来自太阳的光热， 其受热表面要做成粗糙的黑色表面。 辐射采暖板的用处是用来采暖的， 气温度一般不会太高，所以不需要做成黑色。3窗玻璃对红外线几乎是不透明的，

39、但为什么隔着玻璃晒太阳却使人 感到暖和？答：隔着玻璃晒太阳时，太阳通过热辐射给玻璃热量，而玻璃也 对室内进行导热，对流换热，辐射等，使得人感到暖和，同时透过玻 璃的光在穿过玻璃后衰减为长波辐射，产生温室效应，使得人感到更 加的暖和。4. 深秋及初冬季节的清晨在屋面上常常会看到结霜，试从换热与辐射 换热的观点分析a有霜的早上总是晴天；b室外气温是否一定要低于零 度；c结霜屋面的热阻（表面对流换热热阻及屋面材料导热热阻）对结 霜有何影响？答：（1）当温度低于某一值时，空气中的水分便会凝结成霜，这样就使得空气中的水蒸气减少，并且在凝结时，水蒸气会消耗空气中 的固体粉尘，用其作为凝结核，这样又使得空气

40、中的灰尘减少了，同 时水蒸气和固体粉尘的减少也降低了云形成的可能性，所以有霜的早 上总是晴天。（2）不一定要低于零度，因为结霜温度不光与当时水蒸气的含量 有关，而且凝结核的多少也对其有一定的影响。但温度应该是接近于 零度。（3）在结霜时的主要换热方式是热辐射。屋面的热阻越小越 有利于将表面的热传走，越有利于结霜。5实际物体表面在某一定温度 T下的单色辐射力E*随波长入的变化曲 线与它的单色吸收率 的变化曲线有何联系？如已知其单色辐射力 变化曲线如图8-11所示，试定性地画出它的单色吸收率变化曲线。解：,在温度T下,Eb Ctv6在什么条件下物体表面的发射率等于它的吸收率（；）？在什么情况下 ：

41、？当时，是否意味着物体的辐射违反了基尔霍夫定 律？答：在热平衡条件下温度不平衡条件下的几种不同层次：（；m ,寸无条件成立；（2）y厂订漫表面成立；（3）订灰表面成立；（4）；（T）二（T）漫-灰表面成立。当，时，并没有违反基尔霍夫定律，因为基尔霍夫定律是有前提条 件的，如果没有以上条件，则。7. 试从普朗克定律推导出维恩位移定律。C冲2解：普朗克定律的表达式为：Eb 一W/（m 1 m）eT-18.黑体温度Ti = 1500K时，透过百分数:T = 2897.6m K43.35%2=2000K时，透过百分数：63.38%3=6000K时，透过百分数：82.87%9. 在1卩m-4卩m范围内，

42、黑体辐射份额：69.9%10. T=2000K时，份额 1.49%太阳，T=5762K 份额：44.62%11. (1)辐射强度：3500W/( mb sr)(2)A 1中心对A表面张开立体角：3.464 10-4( sr)A1中心对A表面张开立体角：4 10-4( sr)A1中心对A表面张开立体角：4 10-4( sr)12. 太阳辐射能透过玻璃部分：80.17%室内辐射透过比例：013. 全波长总发射率：0.2756总辐射力：7.911104 W/m214. 该表面吸收率:=0.462515. 发射率 0.1 ; 800K黑体，：=0.1158 ； 5800K黑体，：一 0.852216. E=7.12705 (W/rr),发光效率：7.03%17. ； =0.26发射率18. ； =0.9，热平衡温度 Tw=260.4K= 0.1时，热平衡温度 Tw=273.85K第九章 辐射换热计算1任意位置两表面之间的角系数来计算辐射换热，这对物体表面作了 那些基本假设？答：角系数表示表面发射出的辐射能量中直接落到另一表面上的 百分数。与另一表面的吸收能力无关，仅取决于表面的大小和相互位 置。在推导中应用了两个假设条件：物体表面为漫反射面；物