传热学问答题问题详解
传热学简答题 -回复
以下是一些关于传热学的简答题及答案，供您参考：
1. 什么是导热系数？它与哪些因素有关？
答：导热系数是表示物质导热能力的一个物理量，单位是W/m·K。
其大小主要取决于物质的种类、温度、密度和湿度等因素。
一般来说，物质的导热系数随温度升高而降低，密度越大、湿度越高，导热系数也越大。
2. 为什么热水比冷水结冰更快？
答：热水比冷水结冰更快的现象称为“姆潘巴现象”。
其主要原因是热水在冷却过程中，温度下降得更快，导致水分子间的相对运动减缓，形成了一种较为无序的状态，这种无序状态使得水分子间的相互作用力减小，从而加速了结冰过程。
3. 什么是热阻？如何减小热阻？
答：热阻是指传热过程中阻碍热量传递的物理量。
减小热阻的方法有很多种，包括加强传热、改善传热方式、增加传热面积等。
加强传热可以通过提高物质的导热系数来实现；改善传热方式可以采用更有效的传热方式，例如使用热管、散热片等；增加传热面积可以通过增加换热面积来实现。
4. 什么是热对流？如何实现热对流？
答：热对流是指由于物质的运动而引起的热量传递现象。
实现热对流的方法包括自然对流和强制对流两种。
自然对流是由于物质内部温度不均匀而引起的流动；强制对流则是通过外部力量来驱动物质运动，从而实现热量传递。
5. 什么是热辐射？它与热传导、热对流有何不同？
答：热辐射是指物体通过电磁波的形式向外传递能量的过程。
它与热传导、热对流不同，不需要物质之间的直接接触或相对运动即可实现热量传递。
同时，热辐射的传递速度与介质无关，不受温度梯度的影响。
工学-传热学简答题
工程流体力学问做题总结1.为什么用纸杯可以烧开水？答：水侧的热阻远小于加热侧的热阻,纸的温度更接近水的温度, 所以不会到达纸的着火点.2.冬天,隔着玻璃晒太阳感觉更暖和,为什么？答：普通玻璃对太阳辐射的光几乎完全穿透,而对常温下室内物体的红外辐射热量被阻挡在房间内,这一现象类似“温室效应〞3.中央电视台1999年9月5日的?科技博览?指出：72℃的铁和600 ℃的木头摸上去的感觉是一样的,您知道为什么吗？答：人手感受到的冷暖实质上是热量传递的快慢,而铁的导热系数远大于木头.4.住新房和旧房的感觉一样么？为什么住新房感觉冷呢？答：由于水的导热系数远大于空气,而新房墙壁含水较多,所以住新房感觉冷.5.为什么要及时去除冰箱内的结霜,否那么耗电量就会增加？答：由于冰箱结霜相当于在冷流体〔制冷剂〕与热流体〔空气〕的传热过程中,串联环节中增加了一个热阻.因此,要保证冰箱内到达相同的空气温度,在结霜情况下必然要降低制冷剂的蒸发温度,而是以增加压缩机功耗为代价的.6.改变暖气中的水流速度是否可以改变显著地增强换热？答：暖气内部是水的强制对流换热,而外部是空气的自然对流换热,由于空气侧对流换热外表传热系数远小于水侧的.热阻主要集中在空气侧,因而,通过改变水侧〔既进一步减小水的热阻〕对传热量的奉献不大.7.冬天的晴天白天与晚上的空气温度相同,为什么白天热而晚上却冷些？答：主要由于白天有来自太阳的辐射能量的缘故.8.北方,深秋或者初冬季节的清晨,为什么树叶总是在朝向太空的一面结霜？答：霜会结在树叶的上外表.由于清晨,上外表朝向太空,下表面朝向地面.而太空外表的温度低于摄氏零度,而地球外表温度一般在零度以上.由于相对树叶下外表来说,其上外表需要向太空辐射更多的能量,所以树叶下外表温度较高,而上外表温度较低且可能低于零度,因而容易结霜.9.室温下呈黑色的铁棒在炉中加热时,颜色渐呈暗红、红、橙黄, 这是为什么？答：随着铁棒的加热,温度升高,其辐射能量最大的波长向短波方向移动,即经历了由远红外线、近红外线到可见光区域,因而会呈现上述颜色变化.10.海水的颜色为什么总是蓝色的？答：这是由于海水的非灰性质引起的,即海水对不同的波长的可见光吸收率不同,对蓝色波长附近的射线吸收少,反射多,所以呈蓝色.11.要增加物体间的辐射换热,有人提出用发射率2大的材料.而根据基尔霍夫定律,对漫灰外表,e=Q,即发射率大的物体同时其吸收比也大.有人因此得出结论：用增大发射率^的方法无法增强辐射换热.请判断这种说法正确性,并说明理由.答：在其它条件不变时,由物体的外表热阻可知,当£越大时,物体的外表辐射热阻越小,因而可以增强辐射换热.因此上述说法不正确.12.“善于发射的物体必善于吸收〞,即物体辐射力越大,其吸收比也越大.这样认为对吗？答：基尔霍夫定律对实际物体成立必须满足两个条件：物体与辐射源处于热平衡,辐射源为黑体.也即物体辐射力越大,其对同样温度的黑体辐射吸收比也越大,善于发射的物体,必善于吸收同温度下的黑体辐射.所以上述说法不正确.13.人造地球卫星在返回地球外表时,为何易被烧毁？答：卫星在太空正常运行时,其外表的热量传递方式主要依靠与太空及太阳等星体的辐射.而在卫星返回地面的过程中,由于与大气层之间的摩擦,产生大量的热量,无法及时散失,因而易被烧毁.14.在波长入＜2回的短波范围内,木板的光谱吸收比小于铝板, 而在波长〔入＞2回〕范围内那么相反.在木板和铝板同时长时间放在太阳光下时,那个温度高？为什么？答：波长小于2曲时,太阳光的辐射能量主要集中在此波段, 而对常温下的物体,其辐射波长一般大于2曲.在同样的太阳光条件下,铝板吸收的太阳能多,而在此同时,其向外辐射的能量却少于木板〔在长波范围内,铝板吸收比小于木板,由基尔霍夫定律,其发射率亦小于木板〕.因此,铝板温度高.15.黑体外表与重辐射外表相比,均有J = Eb.这是意味着黑体外表与重辐射外表具有相同的性质？答：虽然黑体外表与重辐射外表均具有J = Eb的特点,但二者具有不同的性质.黑体外表温度不依赖于其他参与辐射的外表, 相当于源热势.而重辐射外表的温度那么是浮动的,取决于参与辐射的其它外表.16.在太阳系中地球和火星距太阳的距离相差不大,但为什么火星外表温度昼夜变化却比地球要大得多？答：由于火星附近没有大气层,因而在白天,太阳辐射时火星表面温度很高,而在夜间,没有大气层的火星与温度接近于绝对零度的太空进行辐射换热,因而外表温度很低.而地球附近由于大气层〔主要成分是CO2和水蒸气〕的辐射作用,夜间天空温度比太空高,白天大气层又会吸收一局部来自太阳的辐射能量,因而昼夜温差较小.17.任意形状物体对流换热热量计算方法.对任意形状的物体,当其在和流体的接触中传递热时,为了计算所传热量的大小,需要计算该物体对流体的外表传热系数h值. h值的计算方法通常如下：〔1〕求出物体外表温度Tw和流体温度Tf的算术平均值〔定性温度),查取流体在这个平均温度下的物性值：比热Cp；黏度以；运动黏度丫；密度p；导热系数入；普朗特数Pr等等；(2)根据物体的形状和流体的流动形式,选定对流换热影响大, 关系最密切的定形尺寸L和特征速度u;(3)由以上的L、u、v等计算雷诺数或格拉晓夫数和普朗特数Re/Gr, Pr (也可由查取物性参数获得)；(4)根据计算得出的雷诺数或格拉晓夫数Re /Gr值来判定流体的流动状态是层流还是紊流；(5)根据上面的判定及计算所得或由物性参数所得Pr数来选择适当的努谢尔特数(努塞尔数)无量纲特征方程表达式Nu=f(Re,Pr); (6)将求出的雷诺数Re、普朗特数Pr的值代所选定的Nu表达式,计算Nu的值；(7)由得到的Nu值,利用无量纲特征准数定义式来计算外表换热系数h的值,h=入Nu/L;(8)根据求得的h值,由牛顿冷却公式计算出对流换热换热量①：6=h(Tw—Tf)A 或①=(入Nu/L)(Tw—Tf)A18.由对流换热微分方程式说明,在边界上垂直与壁面的热量传递完全依靠导热,那么在对流换热过程中流体的流动起什么作用？7 九d th ——苹c yy=0答：(1)在描述对流换热的能量微分方程中,对流项含有流体速度, 即要获得流体的温度场,必须先获得速度场,只有流体流动,才能建立流动速度场；(2)流体流动可带来热量,亦可带走热量,流动与换热密不可分.19.用冰冷却食物,冰放在食物上面还是下面？答：将冰放在食物上面.这样做,被冰块冷却的空气,便会很快下沉,使物体四周罩上一层冷空气,而且不断地把物体散发出来的热量赶走.冰箱里的冷冻库,总是放在冰箱的最上层,也就是这个道理.20.空气横掠管束时,沿流动方向管排数越多,换热越强,而蒸汽在水平管束外凝结时,沿液膜流动方向排数越多,换热强度越低.试对上述现象出作出解释.答：空气外掠管束时,沿流动方向管排数越多,气流扰动增加, 换热越强.而蒸汽在水平管束外凝结时,沿液膜流动方向排数越多,凝结液膜越来越厚,凝结传热热阻越来越大,因而换热强度降低.强化凝结换热的原那么减薄或破坏凝结液膜,以及使已凝结的液体尽快从凝结外表排泄,尽可能减少不凝结气体质量分数.强化举措①减薄液膜厚度或破坏液膜.如采用低肋管等高效冷凝面；增加顺液膜流动方向的蒸汽流速；对单管或管束尽量放置成水平位置.②加速液膜排泄.如采用分段排泄管、沟槽管、泄出罩或应用离心力、静电吸引力等举措.③减少不凝结气体质量分数.如采用抽吸、引射等方式或顺液膜流动方向增加蒸汽流速.④对凝结外表采取一定举措,使其尽可能实现珠状凝结.21.为什么蒸汽中含有不凝结气体会影响凝结换热的强度？答：不凝结气体的存在,一方面使凝结外表附近蒸汽的分压力降低,从而蒸汽饱和温度降低,使传热驱动力即温差〔ts-tw〕减小；另一方面凝结蒸汽穿过不凝结气体层到达壁面依靠的是扩散,从而增加了阻力.上述两方面的原因使不凝结气体存在大大降低了外表传热系数,使换热量降低.所以实际冷凝器中要尽量降低并排出不凝结气体.22.试从沸腾过程分析,为什么用电加热器时当加热功率q> qMax 时易发生壁面被烧毁的现象,而采用蒸汽加热那么不会？答：用电加热时,加热方式是限制外表的热流密度.而采用蒸汽加热那么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曲线,使壁面温度飞升,导致设备烧毁.限制临界热流密度中皿的意义23.两滴完全相同的水滴在大气压下分别滴在外表温度为120℃和400℃的铁板上,试问滴在那块板上的水滴先被烧干,为什么？答：在大气压下发生沸腾换热时,上述两水滴的过热度分别是△t=tw-ts=20℃ 和△t=300℃,由大容器饱和沸腾曲线,前者表面发生的是核态沸腾,后者发生膜态沸腾.虽然前者传热温差小, 其外表传热系数大,从而外表热流反而大于后者.所以水滴滴在120℃的铁板上先被烧干.24.试画出大容器沸腾的q〜At曲线.并对热流密度可控及壁面温度可控的两种情形,分别说明限制热流密度小于临界热流密度及温差小于临界温差的意义.答：用电加热时,加热方式是限制外表的热流密度.而采用蒸汽加热那么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曲线,使壁面温度飞升,导致设备烧毁.25.用铝质水壶烧开水时,尽管炉火很旺,但水壶仍安然无恙. 而一旦壶内的水烧干后壶很快就被烧坏.试应用传热学的理论分析这一现象.答：入气V入水,h气Vh水；水烧干后,加热空气,所形成的气膜热阻较大,不利于传热,壶内温度剧升,导致壶很快就被破坏.26.从传热外表的结构而言,强化凝结换热的根本思想是什么？强化沸腾换热的根本思想是什么？答：强化凝结换热的根本思想：蒸汽膜状凝结时,热阻取决于通过液膜层的导热.因此尽量减薄液膜层的厚度是强化膜状凝结的根本手段.为此,可以从两个方面着手.第一是减薄蒸汽凝结时直接粘滞在固体外表上的液膜；其次是及时地将传热外表上产生的凝结液体排走,不使其积存在传热外表上而进一步使液膜加厚.强化沸腾换热的根本思想：无论是大容器沸腾还是管内沸腾,在加热面上产生气泡是其共同的特点,也是使对流传热比无相变的传热强烈的最根本原因.因此,强化沸腾传热的根本原那么是尽量增加加热面上的汽化核心,即产生气泡的地点.在你学过的对流传热中,外表传热系数计算式中显含传热温差的有哪几种传热方式,不显含传热温差的有哪几种传热方式, 不显含传热温差是否意味着与温差没有任何关系？1)计算外表传热系数中显含传热温差的计算公式①大容器饱和液体膜态沸腾外表传热系数计算式「n / gr p (p - p 兀］%h =0.621n v d(t -1)vv 坟s②大容器饱和液体核态沸腾外表传热系数计算式0.33二J 1 1J rg 九3P 2h = L 13[nT^. ⑤对流换热微分方程式7 九d t③水平圆管及球外表的凝结传热外表传热系数h H = 0.729 rg 九 3 P 3 H d (t -1 ) l s W , 14rg MP 31/4= 0.826 H dG -t )」④努塞尔的蒸汽层流膜状凝结分析解及实验修正解rg 九3p3144H Q L )x l s W h = 0.943rg 九 3 P 3 H l C - 1t ) 14 14h ——N cyy—02〕计算外表传热系数中不显含传热温差的计算公式①湍流膜状凝结平均外表传热系数计算式②有限空间自然对流换热的外表传热系数计算公式③大空间自然对流传热的外表传热系数计算公式④外部强制对流传热的外表传热系数计算公式⑤内部强制对流的外表传热系数计算公式⑥流体外掠平板传热层流分析解在你学过的对流传热中,外表传热系数计算式中显含传热温差的有哪几种传热方式,不显含传热温差的有哪几种传热方式, 不显含传热温差是否意味着与温差没有任何关系？答：〔1〕计算外表传热系数中显含传热温差的计算公式①大容器饱和液体膜态沸腾外表传热系数计算式②大容器饱和液体核态沸腾外表传热系数计算式③水平圆管及球外表的凝结传热外表传热系数④努塞尔的蒸汽层流膜状凝结分析解及实验修正解⑤对流换热微分方程式(2)计算外表传热系数中不显含传热温差的计算公式①湍流膜状凝结平均外表传热系数计算式②有限空间自然对流换热的外表传热系数计算公式③大空间自然对流传热的外表传热系数计算公式④外部强制对流传热的外表传热系数计算公式⑤内部强制对流的外表传热系数计算公式⑥流体外掠平板传热层流分析解虽然不显含传热温差,但传热温差在计算Re及查取物性参数时在计算特征温度中已表达.命题不正确.29.对流换热问题完整的数学描写应包括什么内容？既然对大多数实际对流换热问题尚无法求得其精确解,那么建立对流换热问题的数学描写有什么意义？答：对流换热微分方程组连续性方程动量方程卬一5方程)能量方程由于在描述流动的能量方程中,对流项含有流体速度,即获得流体的温度场,必须先获得其速度场,“流动与换热密不可分〞. 因此外表传热系数必须与流体速度场有关.30 .对流换热微分方程式与导热问题的第三类边界条件式有什么 区别？答：对流换热微分方程式中人为流体的导热系数,d t/d y 为近壁 流体的温度梯度,而在第三类边界条件下的人为导热固体的导热 系数.傅里叶定律中的况/d n 为近壁固体的温度梯度.31 .试写出Nu 、Pr 、Gr 、Re 数的数学表达式,并说明各数的物理 意义.gl 3 P A tG = r 一表示浮升力与黏性力之比的一种度量.壁面上流体的无量纲温度梯度〔注意人为流体的导热系数〕. 动量扩散厚度与热量扩散厚度之比的一种度量.惯性力与黏性力之比的一种度量.32 .其它条件相同时,同一根管子横向冲刷与纵向冲刷相比,那 个的外表传热系数大,为什么？Nu = hlRe 二 ul答：横向冲刷时的外表传热系数大.由于纵向冲刷时相当于外掠平板的流动,热边界层较厚,而横向冲刷时热边界层薄且存在由于边界层别离而产生的旋涡,增加了流体扰动,因而换热强.33.冬天,在相同的室外温度条件下,为什么骑摩托车比步行时感到更冷些,一般要戴皮手套和护膝？答：由于强制对流换热强度与流体壁面之间的相对速度有关,相对速度越大,对流换热越强.与步行相比,骑摩托车时相对速度较大,对流换热强度大些,因此人体会散失较多的热量从而感到更冷些.而皮手套和护膝,由于透气性差、导热系数小,增加了传热热阻,降低了散热量,从而起到保护作用.34.在气温为10°C的房间内用细绳吊一段直径均匀的圆柱冰块,过一段时间后,冰块的形状会发生哪些变化？冰块会在绳上完全融化吗？答：由题意知,该冰柱的融化过程相当于竖圆柱的自然对流换热. 根据竖壁自然对流换热的机理,由于冰柱壁面温度低于周围空气温度,故流体贴壁向下流动,边界层上部薄而下部厚.局部对流换热系数上部较大而下部较小,因此,虽然冰柱整个会慢慢融化, 但是上部融化较快,其形状会变得上部细、下部粗,不等在绳上全部融化完就会掉在地上.35.为什么火灾时会有大风？答：冬天升暖炉子,有时候我们能听到炉子里“呼呼〞地唱歌.难道炉子真的能唱歌吗？不是的,是炉子里的热空气跑出外面去了,冷空气跑进去填它的空缺.冷热空气这样一走动,就产生了风,炉子里的“呼呼〞声,就是风声.炉子这样唱歌,正是它烧得很旺盛的时候.所谓火灾的情形跟升炉子差不多.大火时热空气向天空冲去,冷空气就来补它的位置,冷热空气一流动,风就发生了.火越旺,风越大；反过来说,风越大,火就越旺,正像常常说的：“火仗风势；风助火威〞.36.为什么耳朵大的人更容易生冻疮？答：耳朵的散热可以看成是一维肋片导热,耳朵大的人沿肋高的方向热阻较小,那么耳朵温度更容易接近周围环境的温度.37.同样是25℃的房子为什么夏天可以穿衬衫,而冬天却要穿毛衣？答：墙壁内侧温度夏天比冬天高,所以人体向外辐射的能量冬天比夏天多,而自然对流和辐射换热处于同一数量级.38.在相同流速、相同温度的条件下.流体在管内流动和在管外横向冲刷时,哪一种情形的外表传热系数h大？试应用传热学原理说明之.答：h横＞八管,由于流体在管外横向绕流时,由于要产生边界层的脱离外表的现象,使得扰动大大增加,热量传递速度加快.。
传热学问答题
问答题导热部分1、圆管临界热绝缘直径与哪些因素有关？“如果圆管的外径小于临界热绝缘直径，则在它外面包覆保温层一定会使传热热阻减少”，这句话对不对，为什么？答：圆管临界热绝缘直径与保温材料的导热系数和管壁外表面传热系数有关。
不对，如图所示当 保温层外径大于d 3时，可起到保温层减少热损失的作用。
2、在寒冷的北方地区，建房用砖采用实心砖还是多孔的空心砖好？为什么？答：采用多孔的空心砖较好，因为多孔的空心砖导热系数较小，可以起到保温的作用。
3、用有限差分法求解非稳态导热问题时有显式格式和隐式格式之分。
试解释它们之间的差别和各自的优缺点。
答：显式差分格式的优点是：方程式可整理成显函数的形式；求解温度场简单；缺点是：空间步长和时间间隔τ∆的选取不是任意的，需要满足稳定性条件。
隐式差分格式的优点是：方程式是无条件稳定的，但缺点是需要联立方程组进行求解温度场。
4、写出Bi 准则的表达式，并用文字简要叙述什么是集总参数法。
答：hlBi λ=。
在非稳态导热过程中，当Bi<0.1时，可近似认为物体的温度是均匀一致的，即忽略内部的导热热阻，该分析方法称之为集总参数法。
5、试写出导热系数、热扩散率、蓄热系数的单位及其代表的物理意义 答：导热系数λ的单位是 W/(mK)，表征材料导热能力的大小；热扩散率a 的单位是 m 2/s ，表征物体各部分趋向一致的能力；蓄热系数s 的单位是 J/(m 2sK)，表示当物体表面温度波振幅为1℃时，导入物体的最大热流密度。
6、什么是物体在等温介质中冷却的冷却率？在正常情况阶段物体的冷却率与它的初始温度分布有没有关系？ 答：2211δβτθθam -=∂∂-=，过余温度对时间的相对变化率。
当Fo ≥0.2时，与初始温度分布无关。
7、什么是非稳态导热过程的正常情况阶段？并说明无限大平壁在正常情况阶段的冷却率与其初始温度分布有无关系？答：随着时间的推移，初始温度分布的影响逐渐消失，当物体内各处温度随时间的变化率具有一定的规律，该阶段称为非稳态导热过程的正常情况阶段。
传热学简答题 -回复
传热学简答题 -回复
【实用版】
目录
一、传热学的基本概念
二、传热学的基本原理
三、传热过程的分类
四、传热方式及其特点
五、传热问题的解决方法
正文
传热学是研究热量传递规律的一门学科，主要研究在不同温度的物体或物体的不同部分之间，热量如何传递以及传递的速度等问题。
在工程技术、物理学、化学等领域都有广泛的应用。
一、传热学的基本概念
传热学首先要了解的是热量和温度。
热量是物体内部分子的热运动能量，温度则是物体内部分子热运动能量的一种表现。
当两个物体的温度不同时，就会发生热量的传递。
二、传热学的基本原理
传热学的基本原理是热量传递的方向性原理，即热量总是从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分。
三、传热过程的分类
传热过程主要分为三种：热传导、热对流和热辐射。
热传导是物体内部分子间的热量传递过程；热对流是流体（如气体、液体）中因温度不同而产生的流动引起的热量传递过程；热辐射则是物体因温度而产生的电磁波或光子的辐射引起的热量传递过程。
四、传热方式及其特点
热传导的特点是在固体中传热速度快，且传热方向与温度梯度方向相反；热对流的特点在于流体的传热速度较快，且传热方向与流速方向有关；热辐射的特点是传热速度快，且不受介质的影响，但在传热初期，热辐射的贡献较小。
五、传热问题的解决方法
解决传热问题一般有以下几种方法：一是通过材料的选择，改变传热方式，以达到最佳的传热效果；二是通过设备的设计，优化传热过程，提高传热效率；三是通过数值模拟，预测和优化传热过程。
第1页共1页。
传热学问答题答案
传热学问答题答案(总8页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--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/；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。
传热学3-7章问答题及答案
第三章 非稳态热传导一、名词解释非稳态导热：物体的温度随时间而变化的导热过程称为非稳态导热。
数Bi ：Bi 数是物体内部导热热阻λδ与表面上换热热阻h 1之比的相对值，即：λδh Bi =o F 数：傅里叶准则数2τl a Fo =，非稳态过程的无量纲时间，表征过程进行的深度。
二、解答题和分析题1、数Bi 、o F 数、时间常数c τ的公式及物理意义。
答：数Bi ：λδh Bi =，表示固体内部导热热阻与界面上换热热阻之比。
2τl a Fo =，非稳态过程的无量纲时间，表征过程进行的深度。
hA cVc ρτ=， c τ数值上等于过余温度为初始过余温度的36.8%时所经历的时间。
2、0→Bi 和∞→Bi 各代表什么样的换热条件？有人认为0→Bi 代表了绝热工况，是否正确，为什么？答：1）0→Bi 时，物体表面的换热热阻远大于物体内部导热热阻。
说明换热热阻主要在边界，物 体内部导热热阻几乎可以忽略，因而任一时刻物体内部的温度分布趋于均匀，并随时间的推移整体地下降。
可以用集总参数法进行分析求解。
2）∞→Bi 时，物体表面的换热热阻远小于物体内部导热热阻。
在这种情况下，非稳态导热过程刚开始进行的一瞬间，物体的表面温度就等于周围介质的温度。
但是，因为物体内部导热热阻较大，所以物体内部各处的温度相差较大，随着时间的推移，物体内部各点的温度逐渐下降。
在这种情况下，物体的冷却或加热过程的强度只决定于物体的性质和几何尺寸。
3）认为0→Bi 代表绝热工况是不正确的，0→Bi 的工况是指边界热阻相对于内部热阻较大，而绝热工况下边界热阻无限大。
3、厚度为δ2，导热系数为λ，初始温度均匀并为0t 的无限大平板，两侧突然暴露在温度为∞t ，表面换热系数为h 的流体中。
试从热阻的角度分析0→Bi 、∞→Bi 平板内部温度如何变化，并定性画出此时平板内部的温度随时间的变化示意曲线。
答：1）0→Bi 时，平板表面的换热热阻远大于其内部导热热阻。
传热课后问答题答案
绪论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。
3.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4．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。
(完整版)生活中的传热学(问答题整理答案)
硕士研究生《高等工程热力学与传热学》作业查阅相关资料,回答以下问题：1、一滴水滴到120度和400度的板上，哪个先干？试从传热学的角度分析？答：在大气压下发生沸腾换热时,上述两滴水的过热度分别是△t=tw–ts=20℃和△t=300℃,由大容器饱和沸腾曲线,前者表面发生的是泡态沸腾,后者发生膜态沸腾。
虽然前者传热温差小,但其表面传热系数大,从而表面热流反而大于后者。
所以水滴滴在120℃的铁板上先被烧干。
2、锅铲、汤勺、漏勺、铝锅等炊具的柄用木料制成，为什么？答：是因为木料是热的不良导体,以便在烹任过程中不烫手。
3、滚烫的砂锅放在湿地上易破裂。
为什么？答：这是因为砂锅是热的不良导体, 如果把烧得滚热的砂锅,突然放到潮湿或冷的地方,砂锅外壁的热就很快地被传掉，而内壁的热又一下子传不出来，外壁冷却很快的收缩，内壁却还很热，没什么收缩，加以陶瓷特别脆，所以往往裂开。
或者：烫砂锅放在湿地上时,砂锅外壁迅速放热收缩而内壁温度降低慢,砂锅内外收缩不均匀,故易破裂。
4、往保温瓶灌开水时，不灌满能更好地保温。
为什么？答：因为未灌满时,瓶口有一层空气,是热的不良导体,能更好地防止热量散失。
5、煮熟后滚烫的鸡蛋放入冷水中浸一会儿，容易剥壳。
为什么？答：因为滚烫的鸡蛋壳与蛋白遇冷会收缩,但它们收缩的程度不一样,从而使两者脱离。
6、用焊锡的铁壶烧水，壶烧不坏，若不装水，把它放在火上一会儿就烧坏了。
为什么？答：这是因为水的沸点在1标准大气压下是100℃,锡的熔点是232℃,装水烧时,只要水不干,壶的温度不会明显超过100℃,达不到锡的熔点,更达不到铁的熔点,故壶烧不坏.若不装水在火上烧,不一会儿壶的温度就会达到锡的熔点,焊锡熔化,壶就烧坏了。
7、冬天水壶里的水烧开后，在离壶嘴一定距离才能看见“白气”，而紧靠壶嘴的地方看不见“白气”。
这是因为紧靠壶嘴的地方温度高，壶嘴出来的水蒸气不能液化，而距壶嘴一定距离的地方温度低；壶嘴出来的水蒸气放热液化成小水滴，即“白气”。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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，杯的水的流速几乎为零，杯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。
2 已知导热物体中某点在x,y,z 三个方向上的热流密度分别为y x q q ,及z q ，如何获得该点的 热密度矢量？ 答：k q j q i q q z y x ⋅+⋅+⋅=，其中k j i ,,分别为三个方向的单位矢量量。
3 试说明得出导热微分方程所依据的基本定律。
答：导热微分方程式所依据的基本定律有：傅立叶定律和能量守恒定律。
4 试分别用数学语言将传热学术语说明导热问题三种类型的边界条件。
答：① 第一类边界条件：)(01ττf t w =>时，② 第二类边界条件：)()(02τλτf x t w =∂∂->时③ 第三类边界条件：)()(f w w t t h x t -=∂∂-λ 5 试说明串联热阻叠加原则的容及其使用条件。
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。
使用条件是对于各个传热环节的传热面积必须相等。
7.通过圆筒壁的导热量仅与、外半径之比有关而与半径的绝对值无关，而通过球壳的导热量计算式却与半径的绝对值有关，怎样理解？答：因为通过圆筒壁的导热热阻仅和圆筒壁的外半径比值有关，而通过球壳的导热热阻却和球壳的绝对直径有关，所以绝对半径不同时，导热量不一样。
6 发生在一个短圆柱中的导热问题，在下列哪些情形下可以按一维问题来处理？ 答：当采用圆柱坐标系，沿半径方向的导热就可以按一维问题来处理。
8 扩展表面中的导热问题可以按一维问题来处理的条件是什么？有人认为，只要扩展表面细长，就可按一维问题来处理，你同意这种观点吗？答：只要满足等截面的直肋，就可按一维问题来处理。
不同意，因为当扩展表面的截面不均时，不同截面上的热流密度不均匀，不可看作一维问题。
9 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，肋片导热热数流量反而会下降。
试分析这一观点的正确性。
答：错误，因为当肋片高度达到一定值时，通过该处截面的热流密度为零。
通过肋片的热流已达到最大值，不会因为高度的增加而发生变化。
10 在式（2-57）所给出的分析解中，不出现导热物体的导热系数，请你提供理论依据。
答：由于式（2-57）所描述的问题为稳态导热，且物体的导热系数沿x 方向和y 方向的数值相等并为常数。
11 有人对二维矩形物体中的稳态无热源常物性的导热问题进行了数值计算。
矩形的一个边绝热，其余三个边均与温度为f t的流体发生对流换热。
你能预测他所得的温度场的解吗？ 答：能，因为在一边绝热其余三边为相同边界条件时，矩形物体部的温度分布应为关于绝热边的中心线对称分布。
第三章思考题1. 试说明集总参数法的物理概念及数学处理的特点答：当外热阻之比趋于零时，影响换热的主要环节是在边界上的换热能力。
而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。
2. 在用热电偶测定气流的非稳态温度场时,怎么才能改善热电偶的温度响应特性?答：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hA cv c ρτ=,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换热。
3. 试说明”无限大平板”物理概念,并举出一二个可以按无限大平板处理的非稳态导热问题答；所谓“无限大”平板，是指其长宽尺度远大于其厚度，从边缘交换的热量可以忽略 不计，当平板两侧换热均匀时，热量只垂直于板面方向流动。
如薄板两侧均匀加热或冷却、 炉墙或冷库的保温层导热等情况可以按无限大平板处理。
4. 什么叫非稳态导热的正规状态或充分发展阶段?这一阶段在物理过程及数学处理上都有些什么特点?答：非稳态导热过程进行到一定程度,初始温度分布的影响就会消失，虽然各点温度仍 随时间变化,但过余温度的比值已与时间无关，只是几何位置(δ/x )和边界条件(Bi 数) 的函数，亦即无量纲温度分布不变，这一阶段称为正规状况阶段或充分发展阶段。
这一阶段的数学处理十分便利，温度分布计算只需取无穷级数的首项进行计算。
5. 有人认为,当非稳态导热过程经历时间很长时,采用图3-7记算所得的结果是错误的.理由是： 这个图表明,物体中各点的过余温度的比值与几何位置及Bi 有关,而与时间无关.但当时间趋于无限大时,物体中各点的温度应趋近流体温度,所以两者是有矛盾的。
你是否同意这种看法,说明你的理由。
答：我不同意这种看法，因为随着时间的推移，虽然物体中各点过余温度的比值不变 但各点温度的绝对值在无限接近。
这与物体中各点温度趋近流体温度的事实并不矛盾。
6. 试说明Bi 数的物理意义。
o Bi →及∞→Bi 各代表什么样的换热条件?有人认为,∞→Bi 代表了绝热工况,你是否赞同这一观点,为什么?答；Bi 数是物体外热阻之比的相对值。
o Bi →时说明传热热阻主要在边界，部温度趋于均匀，可以用集总参数法进行分析求解；∞→Bi 时，说明传热热阻主要在部，可以近似认为壁温就是流体温度。
认为o Bi →代表绝热工况是不正确的，该工况是指边界热阻相对于部热阻较大，而绝热工况下边界热阻无限大。
7. 什么是分非稳态导热问题的乘积解法,他的使用条件是什么?答；对于二维或三维非稳态导热问题的解等于对应几个一维问题解的乘积，其解的形式是无量纲过余温度，这就是非稳态导热问题的乘积解法，其使用条件是恒温介质，第三类边 界条件或边界温度为定值、初始温度为常数的情况。
8.什么是”半无限大”的物体?半无限大物体的非稳态导热存在正规阶段吗?答：所谓“半大限大”物体是指平面一侧空间无限延伸的物体：因为物体向纵深无限延 伸，初脸温度的影响永远不会消除，所以半死限大物体的非稳念导热不存在正规状况阶段。
10.本章的讨论都是对物性为常数的情形作出的,对物性温度函数的情形,你认为怎样获得其非稳态导热的温度场?答：从分析解形式可见，物体的无量纲过余温度是傅立叶数（2/l ατ）的负指数函数， 即表示在相同尺寸及换热条件下，导温系数越大的物体到达指定温度所需的时间越短、这正 说明导温系数所代表的物理含义。
第五章复习题1、试用简明的语言说明热边界层的概念。
答：在壁面附近的一个薄层，流体温度在壁面的法线方向上发生剧烈变化，而在此薄层之外，流体的温度梯度几乎为零，固体表面附近流体温度发生剧烈变化的这一薄层称为温度边界层或热边界层。
2、与完全的能量方程相比，边界层能量方程最重要的特点是什么？ 答：与完全的能量方程相比，它忽略了主流方向温度的次变化率σα22x A ，因此仅适用于边界层，不适用整个流体。
3、式（5—4）与导热问题的第三类边界条件式（2—17）有什么区别？ 答：0=∂∆∂-=y y t th λ（5—4） )()(f w t t h h t -=∂∂-λ （2—11）式（5—4）中的h 是未知量，而式（2—17）中的h 是作为已知的边界条件给出，此外（2—17）中的λ为固体导热系数而此式为流体导热系数，式（5—4）将用来导出一个包括h 的无量纲数，只是局部表面传热系数，而整个换热表面的表面系数应该把牛顿冷却公式应用到整个表面而得出。