传热学作业讲评选讲

公式中的正负号和方向问题概念及单位论述的严谨性2.牛顿冷却公式（易犯错）3.辐射=

lA

T1

-T2d1.傅里叶定律

F1->2F

1->2

=

hA(T1

-T2

)F

R=

Eb1

-

Eb

21->2q

=

-l

T1到2的传热量，结果的正负表示方向。注意负号公式中的正负号和方向问题*传热的方向受热力学第二定律所支配3概念及单位热阻（K/W）单位长度圆管热阻（m∙K/W）体积内热源（W/m3）……导热、对流换热：习惯上使用摄氏温度℃辐射换热、热力学状态方程：热力学温度K内径、外径——指直径，而不是半径R

=

Dt

F单位面积热阻（m2K/W）

Rl

=

Dt q=

ADt

FRl

=

Dt ql

=

lDt

F4论述的严谨性使用集总参数法：必须判断Bi是否小于0.1假如Bi不能直接求取：假设Bi<0.1计算验证Bi<0.1….使用对流换热关联式：必须判断流态，判断Re等是否在适用范围假如Re不能直接求取：假设为层流(湍流)计算验证Re….P52q

=

d

2t

q

v

dx2

+

l

=

0AL

dxUdxfh(t

-

t

)v解：类比肋片传热的计算，由一维导热微分方程，并分析微元体的能量平衡对流换热面积单元体体积Udx

=

pDdxAL

=

pDdA

=

pDd

LU

=

pDq

=AL

f

h(t

-

t

)

Uv

v

dx2

+

l

=

0

d

2t

q0

dx

dtx

=

l

:

=

0x

=

0

:

t

=

tch(ml)1tl

-

t

f

=

(t0

-

t

f

)hlA

ldhUm

=L=解方程组边界条件：解得（可直接套用），其中*本题关键在于U与AL的确定，推荐从微元体的能量平衡开始分析P82解：设厚度d=0.003m，面积A=1m2，则可以使用集总参数法：l

2l

2

·

48.5Bi

=

hd

=

hd

=

39

·0.003

=

0.0012

<

0.1trcVh

·

2

At

-

t

flnt0

-

t

f=

-对流换热面积=

328srcp

Ad t

-

t

f

rcpd t

-

t

f\

t

=

-

ln

=

-

ln2

Ah t0

-

t

f

2h t0

-

t

f注意：无限大平板瞬态导热解析解中的特征长度δ=厚度/2无限长圆柱的特征长度：半径r球的特征长度：半径r对比：无限大平板、无限长圆柱、球的定型尺寸L=V/A分别是多少？Fo

=

at

d

2纠正：ln

t

-

t=

-Bi

Fot

-

t

f0

fBi

=

hd

l常见错误解法：因Bi=hd/λ<0.1，使用集总参数法：得=

656srcp

d t

-

t

ft

=

-

lnh t0

-

t

fv

vt

-

t0

ft

-

t

fln

=

-Bi

Fo并确保定型尺寸L=导热体积/对流换热面2.积1.判断Bi<0.1时，Bi中的特征尺寸与对应几何体解析解中的特征尺寸相同。已包含层流的影响.P181第18题：管长应该由热平衡关系确定，可参考P156.P183第46题：理想气体膨胀系数：1/Tm，水的膨胀系数要查表.P189式（7-1b）积分有误，应为h=4/3hx=l.1.

P133湍流平均换热系数关联式Nu

=(0.037

Re0.8

-870)

Pr1/3P147(2)实验中应直接测量哪些参数才能得到所涉及的准则数据？nffwFlRe

=

udA(t

-

t

)Nu

=

hd

,

h

=

t

=

?求h需要:tf’、tf”、tw、d、l、Φ求Re需要:u答：不相似，但可用实验结果计算表面传热系数，原因有二（与使用经验关联式的步骤类似）：相同的换热现象，虽然流体未知，但是该流体的Pr=0.698，与空气相近。Re=7.09

×104，在实验数据点的Re范围内。因圆管内流动换热Nu=f(Re,Pr)，所以可以通过实验拟合的关联式计算该未知流体换热现象的表面传热系数。第二问常见错误：G1=E21

2 1-2而A

=A

,X

=1,故G1=J2改正：G1=J2一般地，应该有：G1

A1

=

Ji

Xi-1

AiiP264玻璃，绝热黑表面，太阳，天空，P266.

37方法1.

对玻璃的投入投出辐射进行分析sunskysky

1G

=

sT

42

2221J

=

0.95sT

4

+

0.05G

+

0.9E1G1

=

Esun+sT

4

J

=

0.95sT

4

+

0.05sT

4G2

=

J

2G1

-

J1

+

G2

-

J

2

=

h(T1

-Tf

)由能量平衡即可求解T1=345.79

KT2=401.53

K玻璃，绝热黑表面，太阳，黑表面天空玻璃P266.

37方法2.

对物体间的换热量进行分析由能量平衡即可求解T1=345.79

KT2=401.53

K0.1Esun0.95s

(T

4

-T

4

)1

sky41-T

)420.95s

(Tsun太阳0.9E2

10.95s

(T

4

-T

4

)=

0.95s

(T

4

-T