传热学课后复习题答案(第四版)
第1章
1-3 解：电热器的加热功率： kW W t
cm Q
P 95.16.195060
)1543(101000101018.4633==-?????=?=
=
-τ
τ
15分钟可节省的能量：
kJ J t cm Q 4.752752400)1527(15101000101018.4633==-??????=?=-
1-33 解：W h h t t A w f 7.4560
1044.02.061)]
10(2[6311)(2121=++--?=++-=
Φλδ
如果取K m W h ./302
2=，则
W h h t t A w f 52.4530
1044.02.061)]
10(2[6311)(2121=++--?=++-=
Φλδ
即随室外风力减弱，散热量减小。但因墙的热阻主要在绝热层上，室外风力变化对散热量的影响不大。
第2章
2-4 解：按热平衡关系有：
)(1222121f w B
B
A A w f t t h h t t -=++-λδλδ，得：
)2550(5.906
.01.0250150
400-=+
+-B B
δδ，由此得：,0794.0,0397.0m m A B ==δδ 2-9 解：由0)(2
1
21=+=
w w m t t t ℃从附录5查得空气层的导热系数为K m W ?/0244.0空气λ 双层时：W t t A w w s 95.410244
.0008.078.0006.02)]
20(20[6.06.02)
(21=+
?--??=
+-=
Φ空气
空气玻璃玻璃λδλδ
单层时：W t t A w w d 187278
.0/006.0)]
20(20[6.06.0/)(21=--??=-=
Φ玻璃玻璃λδ
两种情况下的热损失之比：
)(6.4495
.411872
倍==ΦΦs d
题2-15
解：这是一个通过双层圆筒壁的稳态导热问题。由附录4可查得煤灰泡沫砖的最高允许温度为300℃。设矿渣棉与媒灰泡沫
砖交界面处的温度为t w ，则有 2
3212121ln 21
ln 21)
(d d l d d l t t πλπλ+-=
Φ （a ） 2
3221211ln )
(2ln )(2d d t t l d d t t l w w -=
-=
Φπλπλ （b ） 65
110ln )
50(12.02565ln )400(11.0:
-?=-?w w t t 即由此可解得：4.167=w t ℃＜300℃
又由式（a ）可知，在其他条件均不变的情况下，增加煤灰泡沫砖的厚度δ2对将使3d 增大，从而损失将减小；又
由式（b ）左边可知t w 将会升高。
2-17 解：本题为通过圆筒壁的传热问题
2
21112
12
12
111ln 21]
[A h A h d d t t R R R t t l
i i i f f f f ++-=
++-=Φ+∑∑πλ对流对流导热
(1)换热表面洁净时：
m W l
/10254.110
916.1510135.61210942.9800
5000
04.01
100052.014052ln 4221200
10004444?=?+?+?=??+??+?-=Φ---πππ
（2）外壁结烟灰时：
m W l
/9.585510916.1510463.58910821.75010942.9800
5000
04.01
100054.015254ln 08.0214052ln 4221200
10004
444=?+?+?+?=??+??+?+?-=Φ----ππππ
（3）内壁结水垢时：
m W l
/990810684.1710135.61210942.910687.167800
5000
036.01
100052.014052ln 42213640ln 121200
10004
444=?+?+?+?=??+??++?+?-=Φ
----ππππ
2-18 解：（1）材料A 紧贴壁面时，每米长管道的总热阻为 W K m d d d d R B A
/053.3250
400
ln 12.021100250ln 06.021ln 21ln
21)(
23121?=?+?=+=
∑πππλπλ （2）材料B 紧贴壁面时，每米长管道的总热阻为
W K m d d d d R A B /462.2250
400
ln 06.021100250ln 12.021ln 21ln
21)(23122?=?+?=+=
∑πππλπλ 因内、外表面温差不变，故散热损失与热阻成反比：
)(24.1462
.2053
.32112倍===ΦΦ
R R 即：材料A(导热系数较小)紧贴壁面时，散热损失较小。对于平壁，这种影响不存在。
2-22 解：由于储液容器采取了良好的保温措施，保温层的热阻是整个散热过程的主要热阻，故暂时可忽略两侧的对流热阻，
按通过球壁的导热过程估算其散热量：
W r r t t i i 46.018
.0115.01)]6.195(25[108.1411)(4400=---???=--=Φ-ππλ
液氮每天的蒸发量：d kg s kg r m /199.0/1030.210
6.199459.06
3=?=?=Φ=-
2-36 解：δ
λ
t
q ?=，)1(0t b +=λλ
将上面两式应用于0=x ～m 01.0之间，有
01
.060
100]2)60100(1[10000-?
++=b
λ，即)801(40100b +=λ 将上面两式应用于0=x ～m 02.0之间，有
02.040
100]2)40100(1[10000-?
++=b λ，即)701(60200b +=λ 由上述两式联立，可解得：)/1(00909.0,/9166.00K b K m W -=?=λ
2-63 解
m W t d
l
L
t
S
L /8.672)2580()
5
.00
.108.1ln(5
.12)
08.1ln(2=-???=
?=?=Φππλλ
第3章
3-33
由附录5得s m c a /1043.3377
844010925-?=?==
ρλ 又由已知条件可得：25.010*********=--=θθm ，06.21
.0600
1043.3252=??==-R a Fo τ 由附录16图1查得4.0=Bi ，所以K m W Bi R
h ?=?=
=
2/4364.01
.0109
λ
3-60.解: 炉底为耐火材料, 故可近似地认为炉底外表面是绝热的, 故可看成是厚
m 05.022?=δ的无限大平板两侧对称受热的非稳态导热问题.
0.205
.0404
1=?==δλh B i ，由图3-8查得：80.0=m w θθ
即：
80.01600
1600
1500=--=m m w t θθ，147580.0/1001600=-=m t ℃ 0794.01600
25160014750≈--=∴
θθm 。由图3-7查得：10.6≈Fo 即：h s a Fo 847.0305010
505.010.662
2
==??==-δτ
第6章
6-7
nd
D nd D d
n D nd D d d D d D d D d b a ab
b a ab d b a ab
b a ab d e e e e +-=
+-
?=
-=+-?
=
=≈+=+=+=
2
22222)]
44[
4)4(;)()
(4
4)3(;
222)2(;
2)(24)1(πππ
πππ
6-14
(1) 换热类型：管内强迫对流换热
(2) 定性温度：流体平均温度t f =(115+65)/2=90℃ 物性参数(空气):
s
m s m kg K kg kJ c m kg m kg K m W p /1010.22690.0Pr ),/(105.21),/(009.1/0045.1,/972.0),/(0313.02
66313--?==??=?===?=νηρρλ 特征长度：管子内径m d 076.0= (3) 特征流速: s m d V A m u /012.54
/076.0972.0022.00045.14/2
21=??===
?
?πρπρρ
流态: )(101723610
1.22076
.0012.5Re 46
湍流φ=??=
=
-ν
ud
(4) 各种修正系数:
直管， Cr=1；
温差f w t t t -=?=180-90=90℃＞50℃，应进行温差修正； 管长未知，故先假定C 1=1 (5) 选用公式:
(气体被加热) 5.04.08
.0][
Pr Re
023.0w
f T T Nu =
(6) Nu 数与表面传热系数h:
K m W Nu ?=++??=25
.04.08.0/48.43]180
27390273[
69.017236023.0
)/(91.17076
.00313
.048.432K m W d
Nu
h ?=?
==λ
(7) 由热平衡关系求管长L ：
kW t t c V t t c m f f p f f p 115.1)65115(009.1022099.0)'"()'"(11=-??=-=-=Φ?
?
ρ
热平衡关系：
)()()'"(f w f w f f p t t dLh t t hA t t c m -=-=-=Φ?
π
所以： m t t d h L f w 897.2)
90180(076.091.171115
)(=-?=-Φ=
ππ
（8）验算管长
6012.38076
.0897
.2π==d L （不满足假定）
，故应进行入口效应修正 (9) 假定L 重新计算
假定L=2.80m, ;080.1)/(17
.0=+=L d c l
h h 08.1'=,m L
t t d h L f w 682.208
.1)(''==-Φ=
π (与假定值不符)
再假定L=2.67m, 083.1)
/(17
.0=+=L d c l ；h h 083.1"=
m L
t t d h L f w 675.2083
.1)(""==-Φ=
π, 与假定值基本相符,
故：L=2.67m ；K m W h h ?=?==2/40.1991.17083.1083.1"
6-16
(1) 换热类型：管槽内(环形空间)强迫对流换热
(2) 定性温度：流体平均温度t f =(30+50)/2=40℃ 物性参数(水)：
)
/(105.282)/(103.653,/10659.0,31.4Pr ),/(174.4,/2.992),/(635.066632
s m kg s m kg s m K kg kJ c m kg K m W w p ??=??=?==?==?=---ηηνρλ 特征长度：当量直径m d D de 02.004.006.0=-=-= (3) 特征流速： s m d D m A m u /55.0)04.006.0(2.992857.04)(42222≈-??=-==
?
?πρπρ 流态：)(101669210
659.002
.055.0Re 46
湍流φ=??=
=
-ν
ude
(4) 各种修正系数：
管长未知，故先取C 1=1；直管，Cr=1
温差f w t t t -=?=100-40=60℃＞30℃，故应进行温差修正
(5) 选用公式：(液体被加热) 11
.04
.08
.0][Pr Re 023.0w
f Nu ηη=
(6) Nu 数与表面传热系数h 计算:
04.108]5
.2823.653[
31.416692023.011
.04.08.0=???=Nu )/(27.343002
.0635
.004.1082K m W d
Nu
h ?=?
==λ
(7) 由热平衡关系求管长l ：
W t t c m f f p 4.71542)3050(4174857.0)'"(=-??=-=Φ?
热平衡关系:
)()()'"(f w f w f f p t t dlh t t hA t t c m -=-=-=Φ?
π
所以：m t t dh t t c m l t w f f p 766.2)
40100(27.343004.0)
3050(10174.4857.0)()
'"(3=-???-???=--=?
ππ
（8）验算管长
602.13802
.0766
.2φ==de l （满足假定）
，所以所求管长即为m l 766.2= (9) 管子出口局部热流密度
22/5.171/5.171513)50100(27.3430)"("m kW m W t t h q f w ==-?=-=
6-16 另解: (1) ～ (3) 同前, 另有75.1Pr =w
(4) 选用Gnielinski 公式: t c l d f f Nu ])(1[)
1(Pr 8/7.121Pr
)1000)(Re 8/(3
/23
/2+-+-= (5) Nu 数与表面传热系数h 计算:
009
.1)75
.131.4()Pr Pr (0274
.0)64.116692lg 82.1()64.1Re lg 82.1(01.001.022====-=-=--w t c f 设m l 75.2=，则038.1)75
.202.0(1)(
13
/23/2=+=+l de 03.109009.1038.1)
131
.4(8/0274.07.12131.4)100016692()8/0274.0(3
/2=??-?+?-?=
Nu
)/(70.346102
.0635
.003.1092K m W d
Nu
h ?=?
==λ
(6) 由热平衡关系求管长L ：
W t t c m f f p 4.71542)3050(4174857.0)'"(=-??=-=Φ?
热平衡关系：)()()'"(f w f w f f p t t dlh t t hA t t c m -=-=-=Φ?
π
所以：m t t dh l t w 74.2)
40100(70.346104.04
.71542)(=-???=-Φ=
ππ
（7）验算管长
将管长的计算值(2.74m)与假定值(2.75m)比较，两者基本相同，即满足假定。 所以所求管长即为m L 75.2= (8) 管子出口局部热流密度
22/1.173/173085)50100(70.3461)"("m kW m W t t h q f w ==-?=-=
6-20
解：(1) 换热类型：管内(螺旋管)强迫对流换热
(2) 定性温度：流体平均温度tf.。假设t f ”=60℃，则t f =(20+60)/2=40℃ 物性参数(水):
)
/(101.355)/(103.653,/10659.0,31.4Pr ),/(174.4,/2.992),/(635.066632
s m kg s m kg s m K kg kJ c m kg K m W w p ??=??=?==?==?=---ηηνρλ 特征长度：管子内径d=0.012m (3) 特征流速：s m u /6.0=
流态：)(106.1092510
659.0012
.06.0Re 46
湍流φ=??=
=
-ν
ud
(4) 各种修正系数：
管长L=4πD=1.885m ，L/d=1.885/0.012=157>60，故C 1=1 螺旋管， Cr=1+10.3(d/R)3
=1+10.3(0.012/0.075)3
=1.0422； 温差f w t t t -=?=80-40=40℃＞30℃，应进行温差修正；
(5) 选用公式：(液体被加热) r w
f c Nu 11
.04.08.0][Pr Re 023.0ηη= (6) Nu 数与表面传热系数h 计算：
K m W Nu ?=???=211
.04.08.0/23.780422.1]1
.3553.653[
31.46.10925023.0 )/(67.4139012
.0635
.023.782K m W d
Nu
h ?=?
==λ
(7) 对流换热量：
kW
W t t dL h t hA f w 767.1111767)
4080(885.1012.067.4139)(==-???=-=?=Φππ
(8) 检验出口温度：
由热平衡关系:
kW
t t t t uc d t t c m f f f f p f f p 767.11)20"(281.0)
20"(174.46.02.9924
012.0)'"(4
)'"(2
2
=-=-????=
-=
-=Φ?
πρπ 87.61"=∴f t ℃, 该值与假定值有一定差别,故重新计算。
经多次试算后可得: 63"≈f t ℃
6-26 (1) 换热类型： 外掠平板强迫对流换热
(2) 定性温度：平均膜温t m =(20+150)/2=85℃ 物性参数(空气):
s m K m W /106.21,691.0Pr ),/(0309.02
6-?==?=νλ
特征长度：散热片长度L=0. 12m (3) 特征流速：s m u u u /33.1023600
1000
3021=+?=
+=∞
流态：)(109.5738810
6.2112
.033.10Re 46
层流π=??==-∞νL u (4) 选用公式：(外掠平板强迫对流层流)
63.140691.09.57388664.0Pr Re 664.03/12/13/12/1=??==Nu
(5) 表面传热系数h ：
)/(21.3612
.00309
.063.1402K m W d
Nu
h ?=?
==λ
(6) 肋片的散热量：
W t t hbL t hA w 6.22)20150(12.002.021.362)(2=-????=-=?=Φ∞
6-34 (1) 换热类型： 外掠单管强迫对流换热
(2) 定性温度：平均膜温t m =(31+15)/2=23℃ 物性参数(空气):
s m K m W /1034.15,702.0Pr ),/(0261.02
6-?==?=νλ
特征长度：外径d=0. 35m (3) 特征流速：s m u /649.43600
5.284
.41842=?=
平均速度
流态：4
6
10410607210
34.1535.0649.4Re
?≥=??=
=
-ν
ud
(4) 选用公式：按表(外掠平板强迫对流层流)
76.262702.010********.0Pr 0266.03/1805.03/1805.0=??==R Nu
(5) 表面传热系数h ：
)/(59.1935
.00261
.076.2622K m W d
Nu
h ?=?
==λ
(6) 单位时间散热量：
W t t dL h t hA w 13.603)1531(75.135.059.19)(=-????=-=?=Φ∞ππ
（7）2个半小时内共散热：
kJ J Q 542810428.536005.213.6036=?=??=Φ=τ
6-38
(1) 换热类型：外掠管束(叉排)强迫对流换热 (2) 定性温度：流体平均温度t f =133℃ 物性参数(空气)：
6818.0Pr ,/1098.26,6847.0Pr ),/(03438.02
6=?==?=-W s m K m W νλ
特征长度：管子外径d=0. 04m (3) 特征流速：s m u /6max =
流态：536
max 102Re 10,5.889510
98.2604
.06Re ?=??=
=
-ππ即ν
d
u ， 又有26.1/21≤=s s
(4) 选用公式：
根据Re 与21/s s 的值及管排数n=10，由表6-8、9查得：
83
.76977.0)6818.06847
.0(6847.05.88956.135.0)Pr Pr (Pr Re )(
35.025.036.06.02.025
.036.06.02.021=?????==n w
f f f f s s Nu ε
(5) 表面传热系数h ：)/(04.6604
.003438
.083.762K m W d
Nu
h ?=?
==λ
6-48：
换热类型：竖平板及水平板的大空间自然对流换热 定性温度：平均膜温t m =（28+12）/2=20℃
物性参数(空气)：s m K m W /1006.15,703.0Pr ,/0259.026-?==?=νλ (1)侧面：换热类型：竖平板的大空间自然对流换热
特征长度：平板长度L=0.3m
972
632
3
10103773.6)
1006.15(2933.0)1228(81.9π?=???-?=?=
-ναtL g Gr V 选用公式：4
/1Pr)
(59.0??=Gr Nu
努塞尔数及表面传热系数的计算：
K
m W l Nu h Gr Nu ./17.43
.00259.028.4828.48)703.0103773.6(59.0Pr)(59.024/174/1=?===???=??=λ 散热量：)(03.40)1228(3.017.42)(111W l l t t A h w =-????=-=Φ∞
(2)上表面：换热类型：水平板冷面朝上(相当于热面朝下) 大空间自然对流换热
特征长度：m l
l
l l P A L P 15.023.0)3.0(23.0=≈+==
（因l ＞＞0.3） 5
62
632
3
1010604.5703.0)
1006.15(29315.0)1228(81.9Pr φ?=????-?=?=
?-ναtL g Gr V 选用公式：4
/1Pr)
(27.0??=Gr Nu
努塞尔数及表面传热系数的计算：
K
m W l Nu h Gr Nu ./27.215
.00259.014.1314
.13)10604.5(27.0Pr)(27.02
4/164/1=?===??=??=λ
散热量：)(90.10)1228(3.027.2)(222W l l t t A h w =-???=-=Φ∞
(3)下表面：换热类型：水平板冷面朝下(相当于热面朝上) 大空间自然对流换热
特征长度：同上表面
762
632
3
1043.1109716.7)
1006.15(29315.0)1228(81.9??=???-?=?=
-πναtL g Gr V 选用公式：4
/1Pr)
(54.0??=Gr Nu
努塞尔数及表面传热系数的计算：
K
m W l Nu h Gr Nu ./51.415
.00259.012.2612.26)703.0107916.7(54.0Pr)(54.024/164/1=?===???=??=λ 散热量：)(65.21)1228(3.051.4)(333W l l t t A h w =-???=-=Φ∞
(4)单位管长管道的总散热量为：
m W /58.7265.2190.1003.40321=++=Φ+Φ+Φ=Φ
注意：本题中，侧面与上、下两表面的特征尺寸不同，故Gr 数亦不同。
6-55：（1）加夹层时：
换热类型：水平空气夹层自然对流换热
定性温度：夹层平均温度t m =（t w1+t w2）/2=（90+30）/2=60℃ 物性参数(空气)：s m K m W /1097.18,696.0Pr ,/029.026-?==?=νλ
特征长度：夹层厚δ=0.1m
5
62
632
3
106.410419.3)
1097.18(3331.0)3090(81.9Pr Pr ??=???-?=??=
-φναδtL g Gr V 选用公式：3
/1Pr)(061.0??=δGr Nu
努塞尔数及表面传热系数的计算：
K
m W l Nu h Gr Nu ./665.21
.0029.0189.9189.9)10419.3(061.0Pr)(061.023/163/1=?===??=??=λδ 散热量：)(9.159)3090(11665.2)(W t t hA w =-???=-=Φ∞ (2) 无夹层时：
换热类型：水平板大空间自然对流换热（热面朝上） 定性温度：平均温度t m =(t w +t ∞)/2=（90+20）/2=55℃
物性参数(空气)：s m K m W /1046.18,697.0Pr ,/02865.026-?==?=νλ
特征长度：m P A L P 25.01
411=??==
7
72
632
3
1010691.6697.0)
1046.18(32825.0)2090(81.9Pr Pr φ?=????-?=??=
-ναtL g Gr V 选用公式：3
/1Pr)
(15.0??=Gr Nu
努塞尔数及表面传热系数的计算：
K
m W L Nu h Gr Nu ./979.625
.002865.090.6090
.60)10691.6(15.0Pr)(15.023/173/1=?===??=??=λ 散热量：)(5.488)2090(11979.6)(W t t hA w =-???=-=Φ∞
第9章
9-6 (1) 212.04
/32,,1121,2122,11,222,111,2=?===→==R R
A A X A A X X A X A X π (2) 5.02,,12
2121,2122,11,222,111,2====→==R R A A X A A X X A X A X ππ (3) 125.024/,,12
2121,2122
,11,222,111,2====→==R R A A X A A X X A X A X ππ (4) 设想在球的顶面也有一块无限大平板3(如右图)，
由角系数的完整性，可得 13,12,1=+X X
5.012,2,12,13,12,1=∴==X X X X 即由对称性又有
9-7 (b)由线算可查得225.0,27.0,21,2==+A A X X
因A A X X X ,21,21,2+=+, 所以A A X X X ,21,21,2-=+ 由角系数的相对性，045.0)225.027.0(1)(,21,21
21,2122,1=-?=-==
+A A X X A A
X A A X
9-14.
设开口处为表面，表面和服为A 1，其余沟槽表面为A 2，则有：
2
12,1211,21,222,112,1,,1A A X A A X X A X A X ==
→== (a) ??sin sin /)2/(2211,2===W W A A X ; (b) W H W
A A X +==2211,2 (c) ?
sin /2211,2W H W A A X +==
9-27.由于抽真空，夹层中的对流换热与导热可忽略不计，只需考虑辐射而引起的换热： 2220947.005.0226.01.02m r dl A =?+?=+=ππππ
W T T A C 70.1105
.02]93.273.3[0947.067.5111]
)100()100[(442142410=--?=-+-=
Φεε 天又/8.17/1006.21004.242204.95870.11004.226.005.0/4220,/4.958,43
3
32
2
3K s K cV d dT m l r V K kg J c m kg d dT
cV
=?=???=Φ=∴?=?==?===Φ---ρτππρτρ
9-30.设：小孔为“1”，面积为A 1；内腔为“2”总表面积为A 2，则：
)]
([)(1004.8016.02
122122212212222
422
11r r H d r r r H d r A m r A -++=-++=?===-ππππππ
2322210736.6)]016.002.0(04.004.002.0[m -?=-+?+=π ,12,1=X }1194.010
736.61004.8,{3
4212,1211
,21,222,11=??===→=--A A X A A X X A X A 又有：K T 01=，01=b E 11=ε。所以：
2
,112222
1112,11222121,21
1111X A A E A X A A E E b b b +-=
-++--=
Φ=Φεεεεεε热损失
(1),12=ε W T
C A E X A X A A E b b 85.2567.51004.8)100
(1144420122,112
,112222
=???===+
-=
Φ-εε热损
(2),6.02=εW X A A E b 64.21004.81
10736.66.06.01567.51
14
3
4
2
,112222
=?+??-?=+
-=
Φ--εε热损
9-33. 辐射系统如下图所示:
其中，表面1为温度等于炉温的黑体，表面2为温度等于室温的黑体，表面3为重辐射面。 网络图如上面右图所示。
2
44
2022
44101/9.477
03.367.5)100
(/44418873.1667.5)100(m W T C E m W T
C E b b =?===?== 193
165
.02.0785.011,
835.01,165.0,22,112,12,13,12,1=??===-==X A R X X X 由线算图查得
01829.02
14.381193111114.38835
.02.0785.01
13,23,12,123,113,23,1=?+=++==??==
=R R R R X A R R 总
所以，:21间的总热阻为与b b E E 67.54=总R
散失的热量为：W R E E b b 811667
.549
.477444188212=-=-=Φ=Φ-总总
9-37. 两圆盘表面分别记为1、2，第三表面记为3，ππ
=?=
=22124
A A 。
由角系数线算图查得：62.01,38.02,13,11,22,1=-===X X X X 。
2
44202244101/283873.467.5)100
(;
/2024473.767.5)100(1m
W T c E m W T
c E b b =?===?== 系统的辐射网络图如下：
其中:
513.062.011;838.038.011;212.06.06
.011;743.03.03.0113,113,23,12,112
,122221111========?-=-==?-=-=
π
ππ
εεπεεX A R R X A R A R A R
(1) “3”为大房间时：
244303/9.41793.267.5)100
(m W T
c E b =?==
对节点J 1、J 2可列出下列方程：
(完整版)传热学期末考试试题
传热学（一） 第一部分选择题 ?单项选择题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1. 在稳态导热中 , 决定物体内温度分布的是 ( B) A. 导温系数 B. 导热系数 C. 传热系数 D. 密度 2. 下列哪个准则数反映了流体物性对对流换热的影响 ?(C ) A. 雷诺数 B. 雷利数 C. 普朗特数 D. 努谢尔特数 3. 单位面积的导热热阻单位为 ( B)
A. B. C. D. 4. 绝大多数情况下强制对流时的对流换热系数 (C ) 自然对流。 A. 小于 B. 等于 C. 大于 D. 无法比较 5. 对流换热系数为 100 、温度为 20 ℃的空气流经 50 ℃的壁面，其对流换热的热流密度为（D ） A. B. C. D. 6. 流体分别在较长的粗管和细管内作强制紊流对流换热，如果流速等条件相同，则（ C） A. 粗管和细管的相同 B. 粗管内的大 C. 细管内的大 D. 无法比较 7. 在相同的进出口温度条件下，逆流和顺流的平均温差的关系为（ A） A. 逆流大于顺流 B. 顺流大于逆流 C. 两者相等 D. 无法比较
8. 单位时间内离开单位表面积的总辐射能为该表面的（A ） A. 有效辐射 B. 辐射力 C. 反射辐射 D. 黑度 9. （D ）是在相同温度条件下辐射能力最强的物体。 A. 灰体 B. 磨光玻璃 C. 涂料 D. 黑体 10. 削弱辐射换热的有效方法是加遮热板，而遮热板表面的黑度应（B ） A. 大一点好 B. 小一点好 C. 大、小都一样 D. 无法判断 第二部分非选择题 ?填空题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分） 11. 如果温度场随时间变化，则为。非稳态温度场
传热学第四版课后思考题答案(杨世铭-陶文铨)]
第一章 思考题 1． 试用简练的语言说明导热、对流换热及辐射换热三种热传递方式之间的联系和区别。 答：导热和对流的区别在于：物体内部依靠微观粒子的热运动而产生的热量传递现象，称为导热；对流则是流体各部分之间发生宏观相对位移及冷热流体的相互掺混。联系是：在发生对流换热的同时必然伴生有导热。 导热、对流这两种热量传递方式，只有在物质存在的条件下才能实现，而辐射可以在真空中传播，辐射换热时不仅有能 量的转移还伴有能量形式的转换。 2． 以热流密度表示的傅立叶定律、牛顿冷却公式及斯忒藩－玻耳兹曼定律是应当熟记的传热学公式。试 写出这三个公式并说明其中每一个符号及其意义。 答：① 傅立叶定律： dx dt q λ-=，其中，q －热流密度；λ－导热系数；dx dt －沿x 方向的温度变化率，“－”表示热量传递的方向是沿着温度降低的方向。 ② 牛顿冷却公式： )(f w t t h q -=，其中，q －热流密度；h －表面传热系数；w t －固体表面温度；f t －流体的温度。 ③ 斯忒藩－玻耳兹曼定律：4T q σ=，其中，q －热流密度；σ－斯忒藩－玻耳兹曼常数；T －辐射物体的热力学温度。 3． 导热系数、表面传热系数及传热系数的单位各是什么？哪些是物性参数，哪些与过程有关？ 答：① 导热系数的单位是：W/(m.K)；② 表面传热系数的单位是：W/(m 2.K)；③ 传热系数的单位是：W/(m 2.K)。这三个参数中，只有导热系数是物性参数，其它均与过程有关。 4． 当热量从壁面一侧的流体穿过壁面传给另一侧的流体时，冷、热流体之间的换热量可以通过其中任何 一个环节来计算（过程是稳态的），但本章中又引入了传热方程式，并说它是“换热器热工计算的基本公式”。试分析引入传热方程式的工程实用意义。 答：因为在许多工业换热设备中，进行热量交换的冷、热流体也常处于固体壁面的两侧，是工程技术中经常遇到的一种典型热量传递过程。 5． 用铝制的水壶烧开水时，尽管炉火很旺，但水壶仍然安然无恙。而一旦壶内的水烧干后，水壶很快就 烧坏。试从传热学的观点分析这一现象。 答：当壶内有水时，可以对壶底进行很好的冷却（水对壶底的对流换热系数大），壶底的热量被很快传走而不至于温度升得很高；当没有水时，和壶底发生对流换热的是气体，因为气体发生对流换热的表面换热系数小，壶底的热量不能很快被传走，故此壶底升温很快，容易被烧坏。 6． 用一只手握住盛有热水的杯子，另一只手用筷子快速搅拌热水，握杯子的手会显著地感到热。试分析 其原因。 答：当没有搅拌时，杯内的水的流速几乎为零，杯内的水和杯壁之间为自然对流换热，自热对流换热的表面传热系数小，当快速搅拌时，杯内的水和杯壁之间为强制对流换热，表面传热系数大，热水有更多的热量被传递到杯壁的外侧，因此会显著地感觉到热。 7． 什么是串联热阻叠加原则，它在什么前提下成立？以固体中的导热为例，试讨论有哪些情况可能使热 量传递方向上不同截面的热流量不相等。 答：在一个串联的热量传递过程中，如果通过每个环节的热流量都相同，则各串联环节的总热阻等于各串联环节热阻的和。例如：三块无限大平板叠加构成的平壁。例如通过圆筒壁，对于各个传热环节的传热面积不相等，可能造成热量传递方向上不同截面的热流量不相等。 8.有两个外形相同的保温杯A 与B ，注入同样温度、同样体积的热水后不久，A 杯的外表面就可以感觉到热，而B 杯的外表面则感觉不到温度的变化，试问哪个保温杯的质量较好？ 答：Ｂ：杯子的保温质量好。因为保温好的杯子热量从杯子内部传出的热量少，经外部散热以后，温度变化很小，因此几乎感觉不到热。 第二章 思考题 1 试写出导热傅里叶定律的一般形式，并说明其中各个符号的意义。 答：傅立叶定律的一般形式为：n x t gradt q ??-=λλ＝－，其中：gradt 为空间某点的温度梯度；n 是通过该点的等温线上的法向单位矢量，指向温度升高的方向；q 为该处的热流密度矢量。
(完整word版)传热学储运试题2
2004-2005学年第一学期期末考试题 专业班级：储运02-班课程名称：传热学第1页共2页 一、简答题（本大题18分，每小题3分）选3个）。 1、热量传递的三种基本方式？ 2、分析置于室外大气中的架空输送原油的保温管道有哪些传热环节。（油温大于空气温度） 3、写出角系数的相对性的数学表达式（以空间任意两表面为例）。 4、什么情况下可以说两个物理现象是相似的？ 5、写出对于漫灰表面的基尔霍夫表达式？ 6、通常工业应用的沸腾换热过程设计在哪个沸腾状态阶段，为什么。 二、计算题（本大题60分，每小题12分） 1、有一房间墙壁厚为0.4m,面积为12m2,导热系数为0.7 W/m·K,其内外表面的对流换热系数分别为6W/m2·K 和40 W/m2·K,房间内空气温度为20℃,室外空气温度为5℃,忽略辐射换热量,求房间通过该墙壁的散热量。 2、将初始温度为400℃，重量为40g的铝球突然抛入15℃的空气中。已知对流换热表面传热系数h=40W/m2·K，铝的物性参数为ρ=2700kg/m3，c=0.9 kJ/kg·K，λ=240W/m·K。试用集总参数法确定该铝球由400℃降至100℃所需的时间。（忽略辐射换热） 3、一大房间里放有一圆管，长为2m，直径为10cm，表面温度为127℃，发射率（黑度）为0.6，房间墙壁温度为27℃，求其辐射换热量是多少？ 4、为研究一换热设备的换热情况,采用一个缩小成原设备1/10的模型来研究,已知原设备空气流速为1m/s,热条件不变,模型中流体仍是空气,求模型中空气流速是多少才能保证模型与原设备的换热现象相似。 5、某房间吊装一水银温度计读数为15℃，已知温度计头部发射率（黑度）为0.9，头部与室内空气间的对流换热的表面传热系数为20 W/m2·K,，墙表面温度为10℃，求①气流的真实温度，②该温度计的测量误差。三、综合题（本大题22分） 有一水平管道直径为200mm ，分别包有=0.04W/m·K，和=0.05 W/m·K的保温材料，厚度分别为20mm和 30mm，管内流有50℃的空气，流速为10m/s，管外大气温度为10℃。（管道厚度很薄，可以忽略不计）求：1.管内的对流换热表面传热系数。（7分） 2.管外的对流换热表面传热系数。（7分） 3.每米管道的传热热阻和传热系数。（4） 4.每小时每米管道散热量。（4分） 备注：1.管内流动的对流换热实验关联式 : 2.管外横掠的对流换热实验关联式 : 3.管外自然对流换热实验关联式 : （注：此关联式中定性温度取管外流体温度，中的Δt=5℃，其中体积膨胀系数可以按管外为理想气体计算） 4.空气的热物性： t℃ ρ kg/m3 Cp kJ/kg.K λ* W/m.K υ*Pr 10℃ 1.25 1.0 2.5 14.0 0.7 20℃ 1.20 1.0 2.6 15.0 0.7 25℃ 1.18 1.0 2.6 15.5 0.7
2012传热学模拟试题及参考答案(华科)
第一部分选择题 一、单项选择题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1 ．对于过热器中：高温烟气→外壁→内壁→过热的传热过程次序为（） A ．复合换热、导热、对流换热 B ．导热、对流换热、复合换热 C ．对流换热、复合换热、导热 D ．复合换热、对流换热、导热 2 ．温度对辐射换热的影响对对流换热的影响。（） A ．等于 B ．大于 C ．小于 D ．可能大于、小于 3 ．对充换热系数为 1000W/(m 2 · K) 、温度为 77 ℃的水流经 27 ℃的壁面，其对流换热的热流密度为（） A ． 8 × 10 4 W/m 2 B ． 6 × 10 4 W/m 2 C ． 7 × 10 4 W/m 2 D ． 5 × 10 4 W/m 2 4 ．流体流过管内进行对流换热时，当 l/d 时，要进行入口效应的修正。（） A ．＞ 50 B ．＝ 80 C ．＜ 50 D ．＝ 100 5 ．炉墙内壁到外壁的热传递过程为（） A ．热对流 B ．复合换热 C ．对流换热 D ．导热 6 ．下述哪个参数表示传热过程的强烈程度？（） A ． k B ．λ C ．α c D ．α 7 ．雷诺准则反映了的对比关系？（） A ．重力和惯性力 B ．惯性和粘性力 C ．重力和粘性力 D ．浮升力和粘性力 8 ．下列何种材料表面的法向黑度为最大？ A ．磨光的银 B ．无光泽的黄铜 C ．各种颜色的油漆 D ．粗糙的沿
9 ．在热平衡的条件下，任何物体对黑体辐射的吸收率同温度下该物体的黑度。（） A ．大于 B ．小于 C ．恒等于 D ．无法比较 10 ．五种具有实际意义的换热过程为：导热、对流换热、复合换热、传热过程和（） A ．辐射换热 B ．热辐射 C ．热对流 D ．无法确定 二、填空题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分） 11 ．已知某大平壁的厚度为 10mm ，材料导热系数为 45W/(m · K) ，则通过该平壁单位导热面积的导热热阻为。 12 ．已知某换热壁面的污垢热阻为 0.0003 （ m 2 · K ），若该换热壁面刚投入运行时的传热系数为340W （ m 2 · K ），则该换热壁面有污垢时的传热系数为。 13 ．采用小管径的管子是对流换热的一种措施。 14 ．壁温接近换热系数一侧流体的温度。 15 ．研究对流换热的主要任务是求解，进而确定对流换热的热流量。 16 ．热对流时，能量与同时转移。 17 ．导热系数的大小表征物质能力的强弱。 18 ．一般情况下气体的对流换热系数液体的对流换热系数。 19 ．在一定的进出口温度条件下，的平均温差最大。 20 ．是在相同温度下辐射能力最强的物体。 三、名词解释（本大题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分） 21 ．稳态导热 22 ．稳态温度场 23 ．热对流 24 ．传热过程 25 ．肋壁总效率 四、简答题（本大题共 2 小题，每小题 8 分，共 16 分）
传热学课后习题
第一章 1-3 宇宙飞船的外遮光罩是凸出于飞船船体之外的一个光学窗口，其表面的温度状态直接影响到飞船的光学遥感器。船体表面各部分的表明温度与遮光罩的表面温度不同。试分析，飞船在太空中飞行时与遮光罩表面发生热交换的对象可能有哪些？换热方式是什么？ 解：遮光罩与船体的导热 遮光罩与宇宙空间的辐射换热 1-4 热电偶常用来测量气流温度。用热电偶来测量管道中高温气流的温度，管壁温度小于气流温度，分析热电偶节点的换热方式。 解：结点与气流间进行对流换热 与管壁辐射换热 与电偶臂导热 1-6 一砖墙表面积为12m 2，厚度为260mm ，平均导热系数为1.5 W/(m ·K)。设面向室内的表面温度为25℃，而外表面温度为－5℃，确定此砖墙向外散失的热量。 1-9 在一次测量空气横向流过单根圆管对的对流换热试验中，得到下列数据：管壁平均温度69℃，空气温度20℃，管子外径14mm ，加热段长80mm ，输入加热段的功率为8.5W 。如果全部热量通过对流换热传给空气，此时的对流换热表面积传热系数为？ 1-17 有一台气体冷却器，气侧表面传热系数95 W/(m 2·K)，壁面厚2.5mm ，导热系数46.5 W/(m ·K)，水侧表面传热系数5800 W/(m 2·K)。设传热壁可看作平壁，计算各个环节单位面积的热阻及从气到水的总传热系数。为了强化这一传热过程，应从哪个环节着手。 1-24 对于穿过平壁的传热过程，分析下列情形下温度曲线的变化趋向：(1)0→λδ；(2)∞→1h ；(3) ∞→2h 第二章 2-1 用平底锅烧水，与水相接触的锅底温度为111℃，热流密度为42400W/m 2。使用一段时间后，锅底结了一层平均厚度为3mm 的水垢。假设此时与水相接触的水垢的表面温度及热流密度分别等于原来的值，计算水垢与金属锅底接触面的温度。水垢的导热系数取为1 W/(m ·K)。 解： δλt q ?= 2 .2381103424001113 12=??+=?+=-λδ q t t ℃ 2-2 一冷藏室的墙由钢皮、矿渣棉及石棉板三层叠合构成，各层的厚度依次为0.794mm 、 152mm 及9.5mm ，导热系数分别为45 W/(m ·K)、0.07 W/(m ·K)及0.1 W/(m ·K)。冷藏室的有效换热面积为37.2m 2，室内、外气温分别为－2℃和30℃，室内、外壁面的表面传热系数可分别按1.5 W/(m 2·K)及2.5 W/(m 2·K)计算。为维持冷藏室温度恒定，确定冷藏室内的冷却排管每小时内需带走的热量。 解：()2 3 233221116.95.21101.05.907.015245794.05.1123011m W h h t R t q =+ ???? ??+++--=++++?=?= -λδλδλδ总 W A q 12.3572.376.9=?=?=Φ 2-4一烘箱的炉门由两种保温材料A 和B 做成，且δA =2δB (见附图) 。 h 1 t f1 h 2 t f2 t w δA δ B
浙大高等传热学复习题部分答案
高等传热学复习题 1．简述求解导热问题的各种方法和傅立叶定律的适用条件。 不论如何，求解导热微分方程主要依靠三大方法： 理论法、试验法、综合理论和试验法 理论法：借助数学、逻辑等手段，根据物理规律，找出答案。它又分： 分析法；以数学分析为基础，通过符号和数值运算，得到结果。方法有：分离变量法，积分变换法(Laplace变换，Fourier变换)，热源函数法，Green函数法，变分法，积分方程法等等，数理方程中有介绍。 近似分析法：积分方程法，相似分析法，变分法等。 分析法的优点是理论严谨，结论可靠，省钱省力，结论通用性好，便于分析和应用。缺点是可求解的对象不多，大部分要求几何形状规则，边界条件简单，线性问题。有的解结构复杂，应用有难度，对人员专业水平要求高。 数值法：是当前发展的主流，发展了大量的商业软件。方法有：有限差分法，有限元法，边界元法，直接模拟法，离散化法，蒙特卡罗法，格子气法等，大大扩展了导热微分方程的实用范围，不受形状等限制，省钱省力，在依靠计算机条件下，计算速度和计算质量、范围不断提高，有无穷的发展潜力，能求解部分非线性问题。缺点是结果可靠性差，对使用人员要求高，有的结果不直观，所求结果通用性差。 比拟法：有热电模拟，光模拟等 试验法：在许多情况下，理论并不能解决问题，或不能完全解决问题，或不能完美解决问题，必须通过试验。试验的可靠性高，结果直观，问题的针对性强，可以发掘理论没有涉及的新规律。可以起到检验理论分析和数值计算结果的作用。理论越是高度发展，试验法的作用就越强。理论永远代替不了试验。但试验耗时费力，绝大多数要求较高的财力和投入，在理论可以解决问题的地方，应尽量用理论方法。试验法也有各种类型：如探索性试验，验证性试验，比拟性试验等等。 综合法：用理论指导试验，以试验促进理论，是科学研究常用的方法。如浙大提出计算机辅助试验法(CA T)就是其中之一。 傅里叶定律向量形式说明，热流密度方向与温度梯度方向相反。它可适用于稳态、非稳态，变导热系数，各向同性，多维空间，连续光滑介质，气、液、固三相的导热问题。 2．定性地分析固体导热系数和温度变化的关系 3．什么是直肋的最佳形状与已知形状后的最佳尺寸？ Schmidt假定：如要得到在给定传热量下要求具有最小体积或最小质量的肋的形状和尺寸，肋片任一导热截面的热流密度都应相等。 1928年，Schmidt等提出了一维肋片换热优化理论：设导热系数为常数，沿肋高的温度分布应为一条直线。Duffin应用变分法证明了Schmidt假定。Wikins[3]指出只有在导热系数和换热系数为常数时，肋片的温度分布才是线性的。Liu和Wikins[4]等人还得到了有内热源及辐射换热时优化解。长期以来肋片的优化问题受到理论和应用两方面的重视。 对称直肋最优型线和尺寸的无量纲表达式分析： 假定一维肋片，导热系数和换热系数为常数，我们有对称直肋微分方程（忽略曲 线弧度）： yd2θ/dx2+(dy/dx)dθ/dx-θh/λ=0 由Schmidt假定，对任意截面x： dθ/dx＝－q/λ＝const
传热学课后题答案整理
3－15 一种火焰报警器采用低熔点的金属丝作为传热元件，当该导线受火焰或高温烟气的作 用而熔断时报警系统即被触发，一报警系统的熔点为5000C ，)/(210 K m W ?=λ，3/7200m kg =ρ，)/(420K kg J c ?=，初始温度为250C 。问当它突然受到6500C 烟气加热 后，为在1min 内发生报警讯号，导线的直径应限在多少以下？设复合换热器的表面换热系 数为 )/(122 K m W ?。 解：采用集总参数法得： ) exp(0 τρθθcv hA -=，要使元件报警则C 0500≥τ ) exp(65025650500τρcv hA -=--，代入数据得D ＝0.669mm 验证Bi 数： 05.0100095.04) /(3
华北电力大学(北京)824传热学2011模拟试题
2011年全国硕士研究生入学考试自主命题科目模拟试题 招生专业： 考试科目：传热学 考试时间：14:00-17:00 试题编号：824 2011年全国硕士研究生考试华北电力大学（北 京 ）自主命题模拟试题 姓名： 准考证号： 报考院校： 报考专业：
考场注意事项： 一、考生参加考试必须按时进入考场，按指定座位就坐。将有关身份证件（准考证、身份证）放在桌面左上角，以备查对。 二、闭卷考试，考生进入考场，不得携带任何书刊、笔记、报纸和通讯工具（如手机、寻呼机等），或有存储、编程、查询功能的电子用品（如已携带，必须存放在监考老师指定的地方）。考生只准带必需的文具，如钢笔、圆珠笔、铅笔、橡皮、绘图仪器或根据考试所需携带的用具。能否使用计算器，及开卷考试时允许携带的书籍及用具等由任课教师决定。 三、考生迟到30分钟不得入场，逾时以旷考论；因特殊原因不能参加考试者，必须事前请假，并经研究生部批准，否则作旷考论。考试开始30分钟后才准交卷出场。答卷时，不得中途离场后再行返回。如有特殊原因需离场者，必须经监考教师准许并陪同。答卷一经考生带出考场，即行作废。 四、考生拿到试卷后，应先用钢笔填写好试卷封面各项，特别是学号、姓名、学院名称、课程名称等，不到规定的开考时间，考生不得答题。 五、考试期间，考生应将写好的有答卷文字的一面朝下放置，考生必须按时交卷，交卷时应将试卷、答卷纸和草稿纸整理好，等候监考老师收取，未经许可，不得将试卷、答卷纸和草稿纸带出场外。 六、考生在考场内必须保持安静。提前交卷的考生，应立即离开考场，不得在考场附近逗留。 七、考生答题必须用钢笔或圆珠笔（蓝、黑色）书写，字迹要工整、清楚。答案书写在草稿纸上的一律无效。 八、考生对试题内容有疑问的，不得向监考老师询问。但在试题分发错误或试卷字迹模糊时，可举手询问。
传热学第五版课后习题答案
传热学第五版课后习题答案
传热学习题_建工版V 0-14 一大平板，高3m ，宽2m ，厚0.2m ，导热系数为45W/(m.K), 两侧表面温度分别为 w1t 150C =?及 w1t 285C =? ，试求热流密度计热流量。 解：根据付立叶定律热流密度为： 2w2w121t t 285150q gradt=-4530375(w/m )x x 0.2λλ??--?? =-=-=- ? ?-???? 负号表示传热方向与x 轴的方向相反。 通过整个导热面的热流量为： q A 30375(32)182250(W) Φ=?=-??= 0-15 空气在一根内经50mm ，长2.5米的管子内流动并被加热，已知空气的平均温度为85℃，管壁对空气的h=73(W/m2.k)，热流密度q=5110w/ m2, 是确定管壁温度及热流量?。 解：热流量 qA=q(dl)=5110(3.140.05 2.5) =2005.675(W) πΦ=?? 又根据牛顿冷却公式 w f hA t=h A(t t )qA Φ=??-= 管内壁温度为： w f q 5110t t 85155(C)h 73 =+ =+=?
1-1．按20℃时，铜、碳钢（1.5%C）、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。 解： (1)由附录7可知，在温度为20℃的情况下， λ铜=398 W/(m·K)，λ碳钢＝36W/(m·K)， λ 铝＝237W/(m·K)，λ 黄铜 ＝109W/(m·K). 所以,按导热系数大小排列为: λ 铜>λ 铝 >λ 黄铜 >λ 钢 (2) 隔热保温材料定义为导热系数最大不超过0.12 W/(m·K). (3) 由附录8得知，当材料的平均温度为20℃时的导热系数为: 膨胀珍珠岩散料:λ=0.0424+0.000137t W/(m·K) =0.0424+0.000137×20=0.04514 W/(m·K); 矿渣棉: λ=0.0674+0.000215t W/(m·K) =0.0674+0.000215×20=0.0717 W/(m·K); 由附录7知聚乙烯泡沫塑料在常温下, λ=0.035~0.
传热学第五版课后习题答案(1)
传热学习题_建工版V 0-14 一大平板，高3m ，宽2m ，厚，导热系数为45W/, 两侧表面温度分别为 w1t 150C =?及w1t 285C =? ，试求热流密度计热流量。 解：根据付立叶定律热流密度为： 2 w2w121t t 285150q gradt=-4530375(w/m )x x 0.2λλ??--??=-=-=- ? ?-???? 负号表示传热方向与x 轴的方向相反。 通过整个导热面的热流量为： q A 30375(32)182250(W)Φ=?=-??= 0-15 空气在一根内经50mm ，长米的管子内流动并被加热，已知空气的平均温度为85℃，管壁对空气的h=73(W/m 2.k)，热流密度q=5110w/ m 2, 是确定管壁温度及热流量?。 解：热流量 qA=q(dl)=5110(3.140.05 2.5) =2005.675(W) πΦ=?? 又根据牛顿冷却公式 w f hA t=h A(t t )qA Φ=??-= 管内壁温度为：
w f q5110 t t85155(C) h73 =+=+=? 1-1．按20℃时，铜、碳钢（%C）、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。 解： (1)由附录7可知，在温度为20℃的情况下， λ铜=398 W/(m·K)，λ碳钢＝36W/(m·K)， λ铝＝237W/(m·K)，λ黄铜＝109W/(m·K). 所以,按导热系数大小排列为: λ铜>λ铝>λ黄铜>λ钢 (2) 隔热保温材料定义为导热系数最大不超过 W/(m·K). (3) 由附录8得知，当材料的平均温度为20℃时的导热系数为: 膨胀珍珠岩散料:λ=+ W/(m·K) =+×20= W/(m·K); 矿渣棉: λ=+ W/(m·K) =+×20= W/(m·K);
建环期末考试传热学 答案B
一、选择 1.下列（D）准则反映了流体物性对对流换热的影响。 a.雷诺数 b.瑞利数 c.普朗特数 d.努谢尔特数 2.绝大多数下强制对流换热的换热系数（A）自然对流。 a.大于 b.小于 c.等于 d.无法比较 3.（B）反映了物质的导热能力的大小。 a.热流密度 b.导热系数 c.对流换热系数 d.温度梯度 4.当Fo数（A）0.2时，瞬态温度场的变化进入正常情况阶段。 a.大于 b.小于 c.等于 d.无法比较 5.在相同进出口温度条件下，逆流和顺流的平均温差关系为（A） a.逆流大于顺流 b.顺流大于逆流 c.二者相等 d.无法比较 6.（C）传热不需要冷热物体直接接触? a.导热 b.热对流 c.热辐射 d.以上几种都不是 7.如果在水冷壁的管子里结了一层水垢，其他条件不变，管壁温度与无水垢时相比将（B） a.不变 b.提高 c.降低 d.随机改变 8.某一传热过程的热流密度q=500W/m2，冷、热流体间的温差为10℃，其传热系数和单位面积的总传热热阻各为多少?（C） a.K=50W/（m2〃K）r=0.05m2〃K/W b.K=0.02W/（m2〃K）r=50m2〃K/W c..K=50W/（m2〃K）r=0.02m2〃K/W d..K=50W/（m2〃K）r=0.05K/W 9.黑体表面的有效辐射（D）对应温度下黑体的辐射力。 a.大于 b.小于 c.无法比较 d.等于 10.下列各种方法中，属于削弱传热的方法是（D） a.增加流体流速 b.管内加插入物增加流体扰动 c.设置肋片 d.采用导热较小的材料使导热热阻增加 二、填空题 1.传热学是研究在温差作用下热量传递_过程规律的科学。 2.热传递的三种方式分别为热对流、导热和热辐射。 3.兰贝特余弦定律是指黑体在任何方向上的定向辐射强度与方向无关，符合兰贝特余弦定律的表面有黑体、漫灰表面。 4.按照导热机理，水的汽液固三种状态中，气态状态下导热系数最小。 5.肋片效率ηf的定义是肋片实际散热量与肋片处于肋基温度下的比值。 6.一大平壁传热过程的传热系数为100W/（m2〃K），热流体侧的传热系数为200W/（m2〃K），冷流体侧的传热系数为250W/（m2〃K），平比厚度5mm，则该平壁的导热系数为__，导热热阻为__。 三、判断 1.手摸在铜板和木板上，很快就会感到铜板比木板冷的多，这是由于铜的导热系数大于木板的导热系数的缘故。F 2.用套管温度计测量温度时，为减小测量误差，常采用导热系数较小的材料作套管。F 3.黑体就是可以全部吸收透射到其表面上的所有波长的辐射能量。T 4.对一维肋片，导热系数越高，沿肋高方向的热阻越小，因而沿肋高方向的温度变化越小。T 5.同一块砖，在受潮时候的导热系数大于干燥时的导热系数T 四、名词解释 1.热边界层：当壁面与流体间有温差时，会产生温度梯度很大的热边界层。
传热学第五版完整版答案
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。 答：暖气片内的蒸汽或热水 对流换热 暖气片内壁 导热 暖气片外壁 对流换热和 辐射 室内空气 对流换热和辐射 人体；暖气片外壁 辐射 墙壁辐射 人体 电热暖气片：电加热后的油 对流换热 暖气片内壁 导热 暖气片外壁 对流换热和 辐射 室内空气 对流换热和辐射 人体 红外电热器：红外电热元件辐射 人体；红外电热元件辐射 墙壁 辐射 人体 电热暖机：电加热器 对流换热和辐射加热风 对流换热和辐射 人体 冷暖两用空调机（供热时）：加热风对流换热和辐射 人体 太阳照射：阳光 辐射 人体 5．自然界和日常生活中存在大量传热现象，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20℃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20℃的环境中穿单衣感到舒服；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
传热学研究生模拟试题
传热学试题1 一、填空题（共20分，每题2分） 1.依靠流体的运动，把热量由一处传递到另一处的现象，称为热对流。 2.凡平均温度不高于350℃，导热系数不大于0.12W/(m·K) 的材料称为保温 材料。 3.对应管壁总热阻为极小值时的保温层外径称为临界热绝缘直径。 4.格拉晓夫准则的物理意义表征浮升力与粘滞力的相对大小，显示子然对流流态 对换热的影响；表达式Gr= 2 3 γ αl t g? 。 5.常物性流体管内受迫流动的充分发展段，沿管长流体的断面平均温度，在常热 流边界条件下呈线性规律变化，在常壁温边界条件下呈对数曲线规律变化。 6.一维常物性稳态导热物体中，温度分布与导热系数无关的条件是无内 热源。 7.不稳态导热采用有限差分方法求解温度场，节点的显式差分方程是采用温度对 时间的一阶导数向前差分方法获得的，此差分方程具有稳定性条件。隐式差分格式是温度对时间的一阶导数采用向后差分获得，没有稳定性条件。显式差分格式中温度对位置的二阶导数采用中心差分格式获得 8.减弱膜状凝结换热的主要影响因素有蒸汽含不凝结气体、蒸汽流速高且与液膜 重力方向相反。 9.在热辐射分析中，把光谱发射率=发射率=常数的物体称为灰体。 10.有效辐射包括发射辐射和反射辐射两部分能。 二、判断题，对的画√，错的画×（共10分，每小题2分） 1.换热器中，冷、热流体通过换热器可能经历的最大温差是热流体进口温度与冷 流体进口温度之差。（√） 2.稳态温度场中，温度处处是均匀的。（×） 3.无论在什么条件下，热边界层厚度与流动边界层厚度是相等的。（×） 4.当外径为d2的管道采取保温措施时，应当选用临界绝缘直径d c>d2。（√） 5.蒸汽在水平管束外表面膜状凝结换热时，从上面数的第一排管子的平均换热系 数最大。（√） 三、解释名词与基本概念（20分，每小题4分） 1.温度梯度 在具有连续温度场的物体内，过任意一点P温度变化率最大的方向位于等温线的法线方向上，称过点P的最大温度变化率为温度梯度，温度增加的方向为正。 2.接触热阻 在两个直接接触的固体之间进行导热过程时，由于固体表面不完全平整的接触产生的额外的热阻。
传热学核心考点模拟试题
传热学模拟试题（一） 一．填空题 1．导热系数是由式定义的，式中符号q表示沿n方向的 ，是 。 2．可以采用集总参数法的物体，其内部的温度变化与坐标 。 3．温度边界层越________，则对流换热系数越小，为了强化传热，应使温度边界层越________越好。 4．凝结换热的两种形式是 和 。 5．保温材料是指 的材料。 6．P r(普朗特数)即 ，它表征了 的 相对大小。 7．热辐射是依靠 传递能量的，它可以在 进行。 8．同一温度下黑体的辐射能力 、吸收能力 。 9．热水瓶的双层玻璃中抽真空是为了 。 10.换热器传热计算的两种方法是 。 二．单项选择题 1.热量传递的三种基本方式是( ) A.热对流、导热、辐射 B.复合换热、热辐射、导热 C.对流换热、导热、传热过程 D.复合换热、热辐射、传热过程 2.无量纲组合用于对流换热时称为 ( )准则。 A.R e(雷诺) B.P r(普朗特) C.N u(努谢尔特) D.G r(格拉晓夫) 3.对流换热以( )作为基本计算式。 A.傅立叶定律 B.牛顿冷却公式 C.普朗克定律 D.热路欧姆定律 4.下述几种方法中，强化传热的方法是( )。 A.夹层抽真空 B.增大当量直径 C.增大流速 D.加遮热板 5.当采用加肋片的方法增强传热时，将肋片加在( )会最有效。 A.换热系数较大一侧 B.换热系数较小一侧 C.随便哪一侧 D.两侧同样都加 6.下列各参数中，属于物性参数的是( ) A.换热系数 B.传热系数 C.吸收率 D.导温系数 7.某热力管道采用两种导热系数不同的保温材料进行保温，为了达到较好的 保温效果，应将( )材料放在内层。
传热学第五版课后习题答案
如对你有帮助，请购买下载打赏，谢谢！ 传热学习题_建工版V 0-14 一大平板，高3m ，宽2m ，厚0.2m ，导热系数为45W/(m.K), 两侧表面温度分别为w1t 150C =?及w1t 285C =? ，试求热流密度计热流量。 解：根据付立叶定律热流密度为： 负号表示传热方向与x 轴的方向相反。 通过整个导热面的热流量为： 0-15 空气在一根内经50mm ，长2.5米的管子内流动并被加热，已知空气的平均温度为85℃，管壁对空气的h=73(W/m2.k)，热流密度q=5110w/ m2, 是确定管壁温度及热流量?。 解：热流量 又根据牛顿冷却公式 管内壁温度为： 1-1．按20℃时，铜、碳钢（1.5%C ）、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。 解： (1)由附录7可知，在温度为20℃的情况下， λ铜=398 W/(m·K)，λ碳钢＝36W/(m·K)， λ铝＝237W/(m·K)，λ黄铜＝109W/(m·K). 所以,按导热系数大小排列为: λ铜>λ铝>λ黄铜>λ钢 (2) 隔热保温材料定义为导热系数最大不超过0.12 W/(m·K). (3) 由附录8得知，当材料的平均温度为20℃时的导热系数为: 膨胀珍珠岩散料:λ=0.0424+0.000137t W/(m·K) =0.0424+0.000137×20=0.04514 W/(m·K); 矿渣棉: λ=0.0674+0.000215t W/(m·K) =0.0674+0.000215×20=0.0717 W/(m·K); 由附录7知聚乙烯泡沫塑料在常温下, λ=0.035~0. 038W/(m·K)。由上可知金属是良好的导热材料，而其它三种是好的保温材料。 1-5厚度δ为0.1m 的无限大平壁，其材料的导热系数λ＝100W/(m·K)，在给定的直角坐标系中，分别画出稳态导热时如下两种情形的温度分布并分析x 方向温度梯度的分量和热流密度数值的正或负。 (1)t|x=0=400K, t|x=δ=600K; (2) t|x=δ=600K, t|x=0=400K; 解：根据付立叶定律 无限大平壁在无内热源稳态导热时温度曲线为直线，并且 x x 02121t t t t t dt x dx x x 0 δ δ==--?===?-- x x 0x t t q δλ δ==-=- （a ） (1) t|x=0=400K, t|x=δ=600K 时 温度分布如图2-5(1)所示 图2-5(1)
《传热学》第四版课后习题答案
《传热学》 第一章 思考题 1． 试用简练的语言说明导热、对流换热及辐射换热三种热传递方式之间的联系和区别。 答：导热和对流的区别在于：物体内部依靠微观粒子的热运动而产生的热量传递现象，称为导热；对流则是流体各部分之间发生宏观相对位移及冷热流体的相互掺混。联系是：在发生对流换热的同时必然伴生有导热。 导热、对流这两种热量传递方式，只有在物质存在的条件下才能实现，而辐射可以在真空中传播，辐射换热时不仅有能 量的转移还伴有能量形式的转换。 2． 以热流密度表示的傅立叶定律、牛顿冷却公式及斯忒藩－玻耳兹曼定律是应当熟记的传热学公式。试写 出这三个公式并说明其中每一个符号及其意义。 答：① 傅立叶定律： dx dt q λ -=，其中，q －热流密度；λ－导热系数；dx dt －沿x 方向的温度变化率， “－”表示热量传递的方向是沿着温度降低的方向。 ② 牛顿冷却公式： ) (f w t t h q -=，其中，q －热流密度；h －表面传热系数；w t －固体表面温度； f t －流体的温度。 ③ 斯忒藩－玻耳兹曼定律：4 T q σ=，其中，q －热流密度；σ－斯忒藩－玻耳兹曼常数；T －辐射物体的热力学温度。 3． 导热系数、表面传热系数及传热系数的单位各是什么哪些是物性参数，哪些与过程有关 答：① 导热系数的单位是：W/；② 表面传热系数的单位是：W/；③ 传热系数的单位是：W/。这三个参数中，只有导热系数是物性参数，其它均与过程有关。 4． 当热量从壁面一侧的流体穿过壁面传给另一侧的流体时，冷、热流体之间的换热量可以通过其中任何一 个环节来计算（过程是稳态的），但本章中又引入了传热方程式，并说它是“换热器热工计算的基本公式”。试分析引入传热方程式的工程实用意义。 答：因为在许多工业换热设备中，进行热量交换的冷、热流体也常处于固体壁面的两侧，是工程技术中经常遇到的一种典型热量传递过程。 5． 用铝制的水壶烧开水时，尽管炉火很旺，但水壶仍然安然无恙。而一旦壶内的水烧干后，水壶很快就烧 坏。试从传热学的观点分析这一现象。
传热学模拟试题一
传热学复习题 一。选择恰当的答案填入空格中（每题2分，共30分） 1.传热学是研究（）的科学。 ①热量传导规律；②热量传递规律；③对流传热规律；④辐射传热规律。 2.采暖时，热量从90℃的热水通过1mm厚的钢板传给25℃的室内空气。在这个综合传热过程中，（）。 ①水到钢板的传热强于通过钢板的传热强于钢板到空气的传热；②钢板到空气的传 热强于通过钢板的传热强于水到钢板的传热；③钢板到空气的传热弱于水到钢板的传热弱于通过钢板的传热；④钢板到空气的传热强于水到钢板的传热强于通过钢板的传热。 3.傅立叶定律中的负号表示热量传递的方向与温度梯度的方向（），即热量必须从高温处向低温处传递。 ①相反；②垂直；③相交；④相同。 4.工程材料在使用时表现出来的导热系数还常常与材料内部结构有关，是一种综合导热系数，不再单纯是（）。 ①物性参数；②过程参数；③几何参数；④边界条件。 5.导热问题（导热数学模型）的三类边界条件分别是（）。 ①速度边界条件、流量边界条件和温度边界条件；②温度边界条件、热流量边界条 件和对流边界条件；③克希霍夫边界条件、基尔霍夫边界条件和霍金边界条件；④导热边界条件、辐射边界条件和对流边界条件。（）。 6.（）远远小于（）是肋片导热的必要条件，反过来的话肋片不仅不增大传热，反而削弱传热。 ①肋片表面对流换热热阻、肋片内导热热阻；②肋基接触热阻、肋片内导热热阻； ③肋基导热热阻、肋片内导热热阻；④肋片内导热热阻、肋片表面对流换热热阻。 7.周期性的非稳态导热过程由于边界条件变化程度与周期不同，可能分为也可能不分（）等两个阶段。 ①非稳态阶段和稳态阶段；②非正规状况阶段和正规状况阶段；③非周期性阶段和 周期性阶段；④非定常阶段和定常阶段。 8.集总参数法使用条件是（）。 ①物体内部单位导热面积上的导热热阻远远小于传热过程总传热热阻；②物体内部 单位导热面积上的导热热阻远远大于传热过程总传热热阻；③物体内部单位导热面积上的导热热阻（内热阻）远远小于物体表面同周围环境进行换热的换热热阻（外热阻）； ④物体内部单位导热面积上的导热热阻（内热阻）远远小于物体表面同周围环境进行换 热的换热热阻（外热阻），即Bi很小（<0.1）。
传热学期末考试题
导热： 一、（10分）如图所示的墙壁，其导热系数为50W /(m K)λ=?，厚度为100mm ，所处外界温度20℃，测得两侧外壁面温度均为100℃，外壁面与空气的表面传热系数为h 为1252W /(m K)?，壁内单位体积内热源生成热为Φ，假设墙壁内进行的是一维稳态导热，求Φ及墙壁厚度方向温度分布()t x ？ 二、（10分）如图所示一个半径为1=100r mm 的实心长圆柱体，具有均匀的内热 源4=10Φ3W /m ，导热系数=10λW /m K ?（） 。圆柱体处于温度为f t =25C 。的环境中，与周围环境间的表面传热系数h 为802W /m K ?（）。试求圆柱体外壁温度w t 及圆柱体沿半径方向的温度分布；并求圆柱体内最高温度的位置和大小？ 对流： 三、（10分）20℃的空气，以10m/s 的速度纵向流过一块长200mm ，温度为60℃的平板。求离平板前沿50mm ，100mm 处的流动边界层和热边界层厚度。并求得平板与流体之间的换热量。（平板宽为1m ，空气物性参数见表） 准则关联式：12130.664Re Pr Nu = 层流；4513(0.037Re 871)Pr Nu =- 湍流 边界层厚度：x δ =； 流动边界层与热边界层之比：13Pr t δδ= 空气的热物理性质
度为40℃，管内径d ＝20mm ，求对流换热系数和平均管壁温度。 为50℃，周围空气的温度为10℃。计算蒸汽管道外壁面的对流散热损失。准则 关联式：Pr n Nu C Gr =（） 气流过平板时，板的一面与空气的对流换热量为3.75kW ，试确定空气的流速。准则关联式：12130.664Re Pr Nu = 层流；4513(0.037Re 871)Pr Nu =- 湍流 空气热物理性质 辐射： 七、（10分）如图所示，半球表面是绝热的，底面一直径d=0.3m 的圆盘被分为1、2两部分。表面1为灰体，T 1＝550K ，发射率ε1=0.6，表面2为温度T 2＝333K 的黑体。 （1）计算角系数)21(,3+X ，2,1X ，3,1X ，3,2X （2）画出热网络图并计算表面1和表面2之间的换热量以及绝热面3的温度。