传热学第五版课后习题答案(1)11页

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《传热学》(第五版)中国建筑工业出版社

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《传热学》(第五版)中国建筑工业出版社1、冰雹落体后溶化所需热量主要是由以下途径得到:与地面的导热量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。

()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。

()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、11、直线而为时曲线12、 q 首先通过对流换热使炉子内壁温度升高,炉子内壁通过热传导,使内壁温度生高,内壁与空气夹层通过对流换热继续传递热量,空气夹层与外壁间再通过热传导,这样使热量通过空气夹层。

(空气夹层的厚度对壁炉的保温性能有影响,影响的大小。

)13、已知:、℃ ℃ 墙高2、8m,宽3m 求:、、、解:=℃ ℃14、已知:、、、℃、℃ 求:、、、解:15、已知:、、℃、、求:、℃16、已知:℃、℃、、℃ 求:、、解:17、已知:、、、℃ ℃、、、求:、、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:=若%%因为:,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。

18、略第一章导热理论基础思考题与习题()答案:1、略2、已知:、、、求:、解: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。

《传热学》课后习题答案-第一章

《传热学》课后习题答案-第一章

传热学习题集第一章思考题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。

《传热学》课后习题答案-第一章

《传热学》课后习题答案-第一章

传热学习题集第一章思考题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。

传热学课后习题答案——第一章

传热学课后习题答案——第一章
简化模型如图所示简化模型如图所示简化模型如图所示111由条件可知由条件可知由条件可知101010111010109918181844181818aa螺栓螺栓螺栓螺栓面积很小在计算时忽略其对耐火砖和钢板面积的影响螺栓面积很小在计算时忽略其对耐火砖和钢板面积的影响螺栓面积很小在计算时忽略其对耐火砖和钢板面积的影响10101081881881810101055耐火砖耐火砖耐火砖101010016401640164393939101010646464钢板钢板钢板40934093409310101011393939101010646464螺栓螺栓螺栓热阻关系为耐火砖与钢板串联然后与螺栓并联所以热阻关系为耐火砖与钢板串联然后与螺栓并联所以热阻关系为耐火砖与钢板串联然后与螺栓并联所以螺栓螺栓螺栓钢板钢板钢板耐火砖耐火砖耐火砖总总058605860586222由上步可知炉墙的传热系数由上步可知炉墙的传热系数由上步可知炉墙的传热系数075075075171717已知已知已知kk3003003001192092092022kakakatthahaha求得求得求得kk44444442442442411所以热流密度所以热流密度所以热流密度929292846184618461444444124124124686868mm191919解
【1-2】
解:根据题意可知,这是一个一维稳态传热过程。通过平壁一维稳态导热的热流密度为
由傅里叶公式有,单位时间内热损
每天产生的热损失
燃气炉需要提供的热量
所需费用
【1-4】
解:流动的空气与换热器之间是稳态对流传热。根据牛顿冷却公式
可知,换热面积
【1-7】
解:这是一个多层复合壁导热问题,各部分热阻既有串联,又有并联。简化模型如图所示
(1)由条件可知

传热学第五课后习题答案

传热学第五课后习题答案
298.142
281.976
6
299.714
315.635
329.645
318.162
312.137
277.244
7
298.478
324.570
326.789
330.781
307.593
286.608
8
306.609
322.524
337.566
327.081
318.585
283.567
9
304.747
=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。
4-4 一无限大平壁,其厚度为0.3m,导热系数为 。平壁两侧表面均给定为第三类边界条件,即 , ; , 。当平壁中具有均匀内热源 时, 试计算沿平壁厚度的稳态温度分布。(提示:取Δx=0.06m)
方法一 数值计算法
解:这是一个一维稳态导热问题。
(1)、取步长Δx=0.06m,可以将厚度分成五等份。共用六个节点 将平板划分成六个单元体(图中用阴影线标出了节点2、6所在的单元体)。用热平衡法计算每个单元的换热量,从而得到节点方程。
节点5:从左、右两侧通过导热导入的热流量+单元体内热源发出的热流量=0。
节点6:从左边导入的热流量+从右边通过对流输入的热流量+单元体内热源发出的热流量=0。即
将 、 、 、 , 、 和Δx=0.06m,代入上述六个节点并化简得线性方程组组1:

传热学第五版章熙民_答案第一二三章

传热学第五版章熙民_答案第一二三章
x
2T x 2
x
x
T dx c f dx b U dx T 4
整理得棒温度分布的导热微分方程式:
2T x 2
x

U 4 c T b T (T 取热力学温标) f
从微分方程的形式看,应该需要一个初始条件、两个边界条 件才能获得特解。 边界条件为:1) x 0 时
q q z q I r rdrddzd r r z q r t t t ; q ; q z ; r r z
2t 1 2t 2t I 2 2 2 rdrddzd 2 r r z
q x dt 2 b x dx
q x 0 0 ,无热流量
q x 2 ( 2000 ) 45 0.05 9000 ( W / m 2 )
(2) 将二阶导数代入式(a)
qv d 2t dx
2
2 b 2 ( 2000 ) 45 180000 ( W / m 3 )
整理得:
1-10 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 ,棒的长度为 l ,横截面面积为 f ,截面周长为 U ,棒根 部温度为 T0 ,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。 解: 导热微分方程,就是将付立叶定律结合能量守恒定 律(没有功交换时,就是热平衡原理)推出的数学关系式。 如图所示,取一个微元体长度为 dx ,从左边导入的热量
t x 600 K ; t x 400 K ;
解:这是一维的、无内热源的、常物性的、稳态导热问题。 平板内沿厚度方向温度分布呈线性。则 温度梯度: grad t

传热学第五版课后习题答案剖析

传热学第五版课后习题答案剖析

传热学习题_建工版V0-14 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/m ².k),热流密度q=5110w/ m ², 是确定管壁温度及热流量Ø。

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wf hA t=h A(tt )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. 038W/(m ·K)。

传热学第五版答案

传热学第五版答案

第一章、一、基本概念主要包括导热、对流换热、辐射换热的特点及热传递方式辨析。

1、冬天,经过在白天太阳底下晒过的棉被,晚上盖起来感到很暖和,并且经过拍打以后,效果更加明显。

试解释原因。

答:棉被经过晾晒以后,可使棉花的空隙里进人更多的空气。

而空气在狭小的棉絮空间里的热量传递方式主要是导热,由于空气的导热系数较小(20℃,1.01325×105Pa 时,空气导热系数为0.0259W/(m ·K),具有良好的保温性能。

而经过拍打的棉被可以让更多的空气进入,因而效果更明显。

2、夏季在维持20℃的室内工作,穿单衣感到舒适,而冬季在保持22℃的室内工作时,却必须穿绒衣才觉得舒服。

试从传热的观点分析原因。

答:首先,冬季和夏季的最大区别是室外温度的不同。

夏季室外温度比室内气温高,因此通过墙壁的热量传递方向是出室外传向室内。

而冬季室外气温比室内低,通过墙壁的热量传递方向是由室内传向室外。

因此冬季和夏季墙壁内表面温度不同,夏季高而冬季低。

因此,尽管冬季室内温度(22℃)比夏季略高(20℃),但人体在冬季通过辐射与墙壁的散热比夏季高很多。

根据上题人体对冷感的感受主要是散热量的原理,在冬季散热量大,因此要穿厚一些的绒衣。

3、试分析室内暖气片的散热过程,各环节有哪些热量传递方式?以暖气片管内走热水为例。

答:有以下换热环节及热传递方式(1)由热水到暖气片管到内壁,热传递方式是对流换热(强制对流);(2)由暖气片管道内壁至外壁,热传递方式为导热;(3)由暖气片外壁至室内环境和空气,热传递方式有辐射换热和对流换热。

4、冬季晴朗的夜晚,测得室外空气温度t 高于0℃,有人却发现地面上结有—层簿冰,试解释原因(若不考虑水表面的蒸发)。

解:如图所示。

假定地面温度为了T e ,太空温度为T sky ,设过程已达稳态,空气与地面的表面传热系数为h ,地球表面近似看成温度为T c 的黑体,太空可看成温度为T sky 的黑体。

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传热学习题_建工版V0-14 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/m ².k),热流密度q=5110w/ m ², 是确定管壁温度及热流量Ø。

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 dtx dx x x 0δδ==--∂===∂--x x 0x t t q δλδ==-=- (a )(1)t|x=0=400K, t|x=δ=600K 时 温度分布如图2-5(1)所示根据式(a), 热流密度xq <0,说明x 方向上的热流量流向x 的反方向。

可见计算值的方向符合热流量由高温传向低温的方向(2) t|x=δ=600K, t|x=0=400K;温度分布如图2-5(2)所示根据式(a), 热流密度x q >0,说明x 方向上的热流量流向x 的正方向。

可见计算值的方向也符合热流量由高温传向低温的方向1-6 一厚度为50mm 的无限大平壁,其稳态温度分布为2t=a+bx (ºC ),式中a=200 ºC, b=-2000 ºC/m 。

若平板导热系数为45w/(m.k),试求:(1)平壁两侧表面处的热流密度;(2)平壁中是否有内热原?为什么?如果有内热源的话,它的强度应该是多大? 解:方法一由题意知这是一个一维(t t =0y z ∂∂=∂∂)、稳态(t 0τ∂=∂)、常物性导热问题。

导热微分方程式可简化为:2v 2q d tdx λ+= (a ) 因为2t=a+bx ,所以dt2bx dx = (b ) 22d t 2b dx = (c )(1) 根据式(b )和付立叶定律x-0q 0=,无热流量(2)将二阶导数代入式(a )23v 2d tq 2b 2(2000)45=180000w/m dxλλ=-=-=-⨯-⨯ 该导热体里存在内热源,其强度为431.810w /m ⨯。

解:方法二 因为2t=a+bx ,所以是一维稳态导热问题图2-5(2)dt2bx dx= (c ) 根据付立叶定律 (1)x-0q 0=,无热流量(2)无限大平壁一维导热时,导热体仅在边界x=0,及x=δ处有热交换,由(1)的计算结果知导热体在单位时间内获取的热量为()[]in x=0x=area area =q q A 0-(-2b )A δλδΦ-⋅=in area =2b A 0λδΦ< (d)负值表示导热体通过边界散发热量。

如果是稳态导热,证导热体的温度不随时间变化即实现稳态导热。

内热源强度:2-9 某教室的墙壁是一层厚度为240mm 的砖层和一层厚度为20mm 的灰泥构成。

现在拟安装空调设备,并在内表面加一层硬泡沫塑料,使导入室内的热量比原来减少80%。

已知砖的导热系数λ=0.7W/(m ·K),灰泥的λ=0.58W/(m ·K),硬泡沫塑料的λ=0.06W/(m ·K),试求加贴硬泡沫塑料层的厚度。

解: 未贴硬泡沫塑料时的热流密度:1112t q R R λλ=+Δ (1)加硬泡沫塑料后热流密度:121122t q R R R λλλ=++Δ (2)又由题意得,12(180%)q q -= (3)墙壁内外表面温差不变12t t =ΔΔ,将(1)、(2)代入(3),3δ=0.09056m=90.56mm加贴硬泡沫塑料的厚度为90.56mm.2-19 一外径为100mm ,内径为85mm 的蒸汽管道,管材的导热系数为λ=40W/(m ·K),其内表面温度为180℃,若采用λ=0.053W/(m ·K)的保温材料进行保温,并要求保温层外表面温度不高于40℃,蒸汽管允许的热损失l q =52.3 W/m 。

问保温材料层厚度应为多少?解:根据给出的几何尺寸得到 :管内径1d =85mm=0.085m, 管外径,d2=0.1m, 管保温层外径32d d 20.12δδ=+=+1R λ2R λ•w1t w2ttw 3=40℃时,保温层厚度最小,此时,解得,0.072δ≥m所以保温材料的厚度为72mm.2-24. 一铝制等截面直肋,肋高为25mm ,肋厚为3mm ,铝材的导热系数为λ=140W/(m ·K),周围空气与肋表面的表面传热系数为h =752w/(m k)。

已知肋基温度为80℃和空气温度为30℃,假定肋端的散热可以忽略不计,试计算肋片内的温度分布和每片肋片的散热量。

解一 肋端的散热可以忽略不计,可用教材式(2-35)、(2-36)、(2-37)求解。

(1) 肋片内的温度分布温度分布为4496[0.472518.9)]ch x =⨯-θ.(2) 肋片的散热量从附录13得,th(ml)=th(0.4725)=0.44单位宽度的肋片散热量解二1、如果肋片上各点的温度与肋基的温度相同,理想的导热量2、从教材图2-17上查肋片效率3、每片肋片的散热量 单位宽度上的肋片散热量为L q 168.8(W/m)=2-27 一肋片厚度为3mm ,长度为16mm ,是计算等截面直肋的效率。

(1)铝材料肋片,其导热系数为140W/(m ﹒K),对流换热系数h=80W/(m ²﹒K);(2)钢材料肋片,其导热系数为40W/(m ﹒K), 对流换热系数h=125W/(m ²﹒K)。

解:(1)铝材料肋片 (2)钢材料肋片例题3-1 一无限大平壁厚度为0.5m , 已知平壁的热物性参数λ=0.815W/(m .k), c=0.839kJ/(kg.k), ρ=1500kg/m ³, 壁内温度初始时均为一致为18ºC ,给定第三类边界条件:壁两侧流体温度为8 ºC ,流体与壁面之间的表面传热系数h=8.15w/(m ².K ),试求6h 后平壁中心及表面的温度。

教材中以计算了第一项,忽略了后面的项。

计算被忽略掉的的第二项,分析被省略掉的原因。

解:1、例3-1中以计算出平壁的Fo=0.22, Bi=2.5。

因为Fo>0.2, 书中只计算了第一项,而忽略了后面的项。

即2、现在保留前面二项,即忽略第二项以后的项(x,)I(x,6h)II(x,6h)θτθ≈+, 其中3、以下计算第二项II(x,6h )根据Bi=2.5查表3-1,2β=3.7262,2sin 0.5519β=-;cos 3.72620.8339=-a )平壁中心x=0从例3-1中知第一项I(0m,6h)0.9=,所以忽略第二项时“和”的相对误差为:II(0m,6h )0.01241.4%I(0m,6h )II(0m,6h )0.9+(-0.0124)-==+虽说计算前两项后计算精度提高了,但16.88 ºC 和例3-1的结果17 ºC 相差很小。

说明计算一项已经比较精确。

b )平壁两侧x=δ=0.5m 从例3-1中知第一项I(0.5m,6h)0.38=,所以忽略第二项时“和”的相对误差为:II(0.5m,6h )0.012.6%I(0.5m,6h )II(0.5m,6h )0.38+0.01==+虽说计算前两项后计算精度提高了,但11.9 ºC 和例3-1的结果11.8 ºC 相差很小。

说明计算一项已经比较精确。

4-4 一无限大平壁,其厚度为0.3m ,导热系数为 k *m w 4.36=λ。

平壁两侧表面均给定为第三类边界条件,即k*m w 60h 21=,C25t f1°=;k*m w 300h 22=,C 215t f2°=。

当平壁中具有均匀内热源35v m /W 102q ×=时, 试计算沿平壁厚度的稳态温度分布。

(提示:取Δx=0.06m )方法一 数值计算法解:这是一个一维稳态导热问题。

(1)、取步长Δx=0.06m ,可以将厚度分成五等份。

共用六个节点123456t t t t t t 将平板划分成六个单元体(图中用阴影线标出了节点2、6所在的单元体)。

用热平衡法计算每个单元的换热量,从而得到节点方程。

节点1:因为是稳态导热过程所以,从左边通过对流输入的热流量+从右边导入的热流量+单元体内热。

即将 k *m w 4.36=λ、k *m w 60h 21=、C 25t f1°=、k *m w 300h 22=,C215t f2°=、35v m /W 102q ×=和Δx=0.06m ,代入上述六个节点并化简得线性方程组逐步代入并移相化简得: 则方程组的解为:**从迭代的情况看,各节点的温度上升较慢,不能很快得出有效的解。

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