传热学思考题答案 中国石油大学
传热学课后答案(完整版)
绪论思考题与习题（89P -）答案：1．冰雹落体后溶化所需热量主要是由以下途径得到： Q λ—— 与地面的导热量 f Q ——与空气的对流换热热量注：若直接暴露于阳光下可考虑辐射换热，否则可忽略不计。
2．略 3．略 4．略 5．略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。
（T T 〉外内）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。
（T T 〈外内）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．t R R A λλ= ⇒ 1t R R A λλ== 2218.331012m --=⨯11．q t λσ=∆ const λ=→直线 const λ≠ 而为λλ=（t ）时→曲线12、略13．解：1211t q h h σλ∆=++＝18(10)45.9210.361870.61124--=++2W m111()f w q h t t =-⇒ 11137.541817.5787w f q t t h =-=-=℃222()w f q h t t =-⇒ 22237.54109.7124w f q t t h =+=-+=-℃ 45.92 2.83385.73q A W φ=⨯=⨯⨯= 14. 解：40.27.407104532t K R W A HL λσσλλ-====⨯⨯⨯30.2 4.4441045t R λσλ-===⨯2m K W • 3232851501030.44.44410t KW q m R λ--∆-==⨯=⨯ 3428515010182.37.40710t t KW R λφ--∆-==⨯=⨯ 15．()i w f q h t h t t =∆=-⇒i w f qt t h=+51108515573=+=℃0.05 2.551102006.7i Aq d lq W φππ===⨯⨯=16.解：12441.2 1.2()()100100w w t t q c ⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦ 44227350273203.96()()139.2100100W m ++⎡⎤=⨯-=⎢⎥⎣⎦12''441.21.2()()100100w w t t qc ⎡⎤=-⎢⎥⎢⎥⎣⎦442273200273203.96()()1690.3100100W m ++⎡⎤=⨯-=⎢⎥⎣⎦'21.2 1.2 1.21690.3139.21551.1Wq q q m ∆=-=-=17．已知：224A m =、215000()Wh m K =•、2285()Wh m K =•、145t =℃2500t =℃、'2285()Wk h m K ==•、1mm σ=、398λ=()W m K •求：k 、φ、∆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：12111k h h σλ=++＝3183.5611101500039085-=⨯++2()W m k • 383.5624(50045)10912.5kA t KW φ-=∆=⨯⨯-⨯= 若k ≈2h'100k k k -∆=⨯％8583.561.7283.56-==％ 因为：1211h h =，21h σλ= 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。
传热学思考题答案(第五章)
1、什么是内部流动？什么是外部流动？答：所谓内部流动，是指流体流过与之换热的管壁内部，其流动边界层与热边界层不能自由发展，最后汇合于管道中心。
而外部流指的是换热壁面上的流动边界层和热边界层可以自由发展，存在一个边界层外的区域。
2、试说明管槽内对流换热的入口效应并解释其原因。
答：管槽内强制对流换热的入口效应：入口段由于热边界层较薄而具有比较充分的发展段高的表面传热系数。
入口段的热边界层较薄，局部表面传热系数较高，且沿着主流方向逐渐降低。
充分发展段的局部表面传热系数较低。
3、对流动现象而言，外略单管的流动与管道内的流动有什么不同？答：外掠单管流动的特点：边界层分离、发生绕流脱体而产生回流、漩涡和涡束。
4、对于外接管束的换热，整个管束的平均表面传热系数只有在流动方向管排数大于一定值后才与排数无关，试分析原因。
答：因后排管受到前排管尾流的影响（扰动）作用对平均表面传热系数的影响直到10排管子以上的管子才能消失。
5、什么叫大空间自然对流换热？什么叫有限自然对流换热？这与强制对流中的外部流动和内部流动有什么异同？答：大空间作自然对流时，流体的冷却过程与加热过程互不影响，当其流动时形成的边界层相互干扰时，称为有限空间自然对流。
这与外部流动和内部流动的划分有类似的地方，但流动的动因不同，一个由外在因素引起的流动，一个是由流体的温度不同而引起的流动。
6、如果把一块温度低于环境温度的大平板竖直地置于空气中，试画出平板上流体流动及局部表面传热系数分布的图像。
7.什么叫膜状凝结，什么叫珠状凝结?膜状凝结时热量传递过程的主要阻力在什么地方？答：凝结液体在壁面上铺展成膜的凝结叫膜状凝结，膜状凝结的主要热阻在液膜层，凝结液体在壁面上形成液珠的凝结叫珠状凝结。
8．在努塞尔关于膜状凝结理论分析的8条假定中，最主要的简化假定是哪两条?答：第3条，忽略液膜惯性力，使动量方程得以简化；第5条，膜内温度是线性的，即膜内只有导热而无对流，简化了能量方程。
中国石油大学(北京)远程教育学院《工程热力学与传热学》期末复习题及答案
中国石油大学（北京）远程教育学院《工程热力学与传热学》期末复习题一. 选择题1. 孤立系统的热力状态不能发生变化；（× ）2. 孤立系统就是绝热闭口系统；（× ）3. 气体吸热后热力学能一定升高；（× ）4. 只有加热，才能使气体的温度升高；（× ）5. 气体被压缩时一定消耗外功；（√ ）6. 封闭热力系内发生可逆定容过程，系统一定不对外作容积变化功；（√ ）7. 流动功的改变量仅取决于系统进出口状态，而与工质经历的过程无关；（√ ）8. 在闭口热力系中，焓h是由热力学能u和推动功pv两部分组成。
（× ）9. 理想气体绝热自由膨胀过程是等热力学能的过程。
（× ）10. 对于确定的理想气体，其定压比热容与定容比热容之比cp/cv的大小与气体的温度无关。
（× ）11. 一切可逆热机的热效率均相同；（× ）12. 不可逆热机的热效率一定小于可逆热机的热效率；（× ）13. 如果从同一状态到同一终态有两条途径：一为可逆过程，一为不可逆过程，则不可逆过程的熵变等于可逆过程的熵变；（√ ）14. 如果从同一状态到同一终态有两条途径：一为可逆过程，一为不可逆过程，则不可逆过程的熵变大于可逆过程的熵变；（× ）15. 不可逆过程的熵变无法计算；（× ）16. 工质被加热熵一定增大，工质放热熵一定减小；（× ）17. 封闭热力系统发生放热过程，系统的熵必然减少。
（× ）18. 由理想气体组成的封闭系统吸热后其温度必然增加；（× ）19. 知道了温度和压力，就可确定水蒸气的状态；（× ）20. 水蒸气的定温膨胀过程满足Q=W；（× ）21. 对未饱和湿空气，露点温度即是水蒸气分压力所对应的水的饱和温度。
（√ ）二. 问答题1. 说明什么是准平衡过程？什么是可逆过程？指出准平衡过程和可逆过程的关系。
传热学思考题参考答案
传热学思考题参考答案第一章：1、用铝制水壶烧开水时，尽管炉火很旺，但水壶仍安然无恙。
而一旦壶内的水烧干后水壶很快就被烧坏。
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。
2、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。
第二章：1、扩展表面中的导热问题可以按一维问题处理的条件是什么?有人认为,只要扩展表面细长,就可按一维问题处理,你同意这种观点吗?答：条件：（1）材料的导热系数，表面传热系数以及沿肋高方向的横截面积均各自为常数（2）肋片温度在垂直纸面方向（即长度方向）不发生变化，因此可取一个截面（即单位长度）来分析（3）表面上的换热热阻远远大于肋片中的导热热阻，因而在任一截面上肋片温度可认为是均匀的（4）肋片顶端可视为绝热。
并不是扩展表面细长就可以按一维问题处理，必须满足上述四个假设才可视为一维问题。
2、肋片高度增加引起两种效果:肋效率下降及散热表面积增加。
因而有人认为随着肋片高度的增加会出现一个临界高度，超过这个高度后，肋片导热热流量会下降，试分析该观点的正确性。
答：的确肋片高度增加会导致肋效率下降及散热表面积增加，但是总的导热量是增加的，只是增加的部分的效率有所减低，所以我们要选择经济的肋片高度。
第三章：1、由导热微分方程可知，非稳态导热只与热扩散率有关,而与导热系数无关。
中国石油大学 热力学与传热学在线第一阶段作业答案
中国石油大学热力学与传热学在线第一阶段作业答案第1题如果热力系统与外界之间没有任何形式的能量交换，那么这个热力系统一定是（）：您的答案：D题目分数：0.5此题得分：0.5批注：根据闭口系统，开口系统，绝热系统，以及孤立系统的含义，可分析填入孤立系统第2题工质的压力可以用绝对压力，表压力和真空度来表示，以下哪种压力可以作为工质的状态参数您的答案：A题目分数：0.5此题得分：0.5批注：对于热力系统所处的某一确定状态，绝对压力具有确定的数值，但表压力会随环境压力的变化而变化，不能作为状态参数。
第3题若组成热力系统的各部分之间没有热量传递，热力系统将处于热平衡状态。
此时热力系统内部一定不存在（）。
您的答案：A题目分数：0.5此题得分：0.5批注：温度差是判断系统是否处于热平衡的参量，系统处于热平衡时各部分之间一定没有温度差。
第4题若组成热力系统的各部分之间没有相对位移，热力系统将处于力平衡状态。
此时热力系统内部一定不存在（）。
您的答案：B题目分数：0.5此题得分：0.5批注：压力差是判断系统是否处于力平衡的参量，处于力平衡的热力系统，必须满足力平衡，各部分之间没有相对运动。
第5题等量空气从相同的初态出发，分别经过可逆绝热过程A和不可逆绝热过程B到达相同的终态，两个过程中空气热力学能变化的关系为（）。
您的答案：C题目分数：0.5此题得分：0.5批注：根据热力学能是热力系统的状态参数的特点，可知，空气从相同初始状态出发，到达相同终了状态时，热力学能的变化相同。
第6题热力系统的总储存能包括内部储存能和外部储存能，下列哪种能量是内部储存能。
您的答案：A题目分数：0.5此题得分：0.5批注：根据储存能，热力学能，宏观动能和宏观位能，功量，热量的区别可知，热力学能是热力系统的内部储存能。
第7题第一类永动机违反了以下哪个基本定律。
您的答案：B题目分数：0.5此题得分：0.5批注：第一类永动机是指不消耗任何形式的能量就能够对外作功的机器，其违反了热力学第一定律。
传热学思考题答案中国石油大学
第二章
2.1 什么是傅里叶导热定律？它的意义是什么？
答：傅里叶定律是指在任意时刻，各向同性连续介质内任意位置处的热流密度
在数值上与该点的温度梯度成正比，但方向相反。意义：揭示了导热热流与局
部温度梯度之间的内在关系。
2.2 傅里叶定律中没有时间项，能否用来计算非稳态导热过程中的导热量？
答: 能，傅里叶定律是导热的基本定律，是分析导热问题的理论基础。非稳
而内部由于热阻很小而温度趋于均匀，以至于不需要关心温度在空间的分布，
温度只是时间的函数，数学描述上由偏微分方程转化为常微分方程、大大降低
了求解难度。
20、要改善热电偶的温度响应特性，即最大限度降低热电偶的时间常数 =
，形状上要降低体面比，要选择热容小的材料，要强化热电偶表面的对流
ℎ
换热。
2-15 空心砖好，因为空心砖内部充满空气，而空气的导热系数相对较小，热阻
较大，空心砖导热性较之实心砖差，同一条件下空心砖的房间的散热量小，保
温性好。
2-16 棉被中棉絮的中充斥着空气，空气导热系数小，所以棉絮中的热量不容易
散发出来，拍打过后，棉絮更加蓬松，空气增多，故效果更好。
2-17 导热系数是从傅里叶定律定义出来的一个物性量，它反映了物质的导热性
料。
2.4 什么是保温材料?选择和安装时应注意哪些问题。
答：导热系数小的非金属材料在保温隔热、保冷工程中应用广泛，这类材料
被称为保温材料或隔热材料。工程上对保温材料的要求是高效、耐温、易得和
廉价，选择是应注意保温材料的导热系数不大于 0.12w/(m*k)，使用时材料吸
水后会使性能下降，导热系数增加，因此使用时应注意防水。
态导热过程的求解需要导热微分方程，而导热微分方程是在傅里叶定律的基础
《工程热力学与传热学》——期末复习题(答案)_87461427093600378
中国石油大学（北京）远程教育学院《工程热力学与传热学》——复习题答案热力学部分一.判断对错1.闭口系统具有恒定的质量，但具有恒定质量的系统不一定是闭口系统；（√）2.孤立系统一定是闭口系统，反之则不然；（√）3.孤立系统就是绝热闭口系统；（×）4.孤立系统的热力状态不能发生变化；（×）5.平衡状态的系统不一定是均匀的，均匀系统则一定处于平衡状态；（√）6.摄氏温度的零度相当于热力学温度的273.15 K；（√）7.只有绝对压力才能表示工质所处的状态，才是状态参数；（√）8.不可逆过程就是工质不能回复原来状态的过程；（×）9.系统中工质经历一个可逆定温过程，由于没有温度变化，故该系统中工质不能与外界交换热量；（×）10.气体吸热后热力学能一定升高；（×）11.气体被压缩时一定消耗外功；（√）12.气体膨胀时一定对外作功；（×）13.只有加热，才能使气体的温度升高；（×）14.封闭热力系内发生可逆定容过程，系统一定不对外作容积变化功；（√）15.工质所作的膨胀功与技术功，在某种条件下，二者的数值会相等；（√）16.由理想气体组成的封闭系统吸热后其温度必然增加；（×）17.流动功的改变量仅取决于系统进出口状态，而与工质经历的过程无关；（√）18.在闭口热力系中，焓h是由热力学能u和推动功p v两部分组成；（×）19.功不是状态参数，热力学能与流动功之和也不是状态参数；（×）20.对于确定的理想气体，其定压比热容与定容比热容之比c p/c V的大小与气体的温度无关；（×）21.理想气体绝热自由膨胀过程是等热力学能的过程；（×）22.有人说：“自发过程是不可逆过程，非自发过程就是可逆过程”，这种说法对吗？（×）23.自然界中发生的一切过程都必须遵守能量守恒与转换定律；（√）24.遵守能量守恒与转换定律的一切过程都能自发进行；（×）25.热力学第二定律可否表述为：“功可以完全转变为热，而热不能完全转变为功。
传热学思考题答案
传热学思考题答案第⼀章思考题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：，其中，－热流密度；－导热系数；－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：，其中，－热流密度；－表⾯传热系数；－固体表⾯温度；－流体的温度。
③斯忒藩－玻⽿兹曼定律：，其中，－热流密度；－斯忒藩－玻⽿兹曼常数；－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。