传热学思考题参考答案

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传热学第四版课后思考题答案(杨世铭-陶文铨)]

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。

传热学课后答案(完结版)

传热学课后答案(完结版)
2 2 1 1
2
tw2
3
tw1 tw 2 q2 1 2 3 1 2 3
再由:
tw1
λ
λ 3
tw2
q1
q2 0.2q1 ,有
tw1 tw 2 t t 0.2 w1 w 2 1 2 1 2 3 1 2 1 2 3
得:
3 43 (
'2 3 2 5 6 2 R 0.265m k / W 2 3 0.65 0.024
"
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。 3. 4.略 5 .
m2
(m 2 K )
、 h2 85W
(m 2 K )
、 t1 45 ℃
t2 500 ℃、 k ' h2 85W
求: k 、 、
(m 2 K )
、 1mm 、 398 W
(m K )
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: k
tw1 t w 2 x
(设 tw1 tw 2 ) , 否则 t 与平壁 coust (即常物性假设)
其与平壁的材料无关的根本原因在 的材料有关 (2)由 4.略
q
dt dx
知,q 与平壁的材料即物性有关
5.解:
d 2 dt (r )0 dr dr r r1 , t tw1 (设tw1 t w 2 ) r r2 , t tw 2
绪论
思考题与习题( P89 )答案: 1. 冰雹落体后溶化所需热量主要是由以下途径得到:

传热学思考题

传热学思考题

传热学思考题(总8页) --本页仅作预览文档封面,使用时请删除本页--第一张在有空调的房间内,夏天和冬天的室温均在20℃,夏天只需要穿衬衫,但冬天穿衬衫会感觉的冷,这是为什么答:那么在恒定20度(室内空气温度)的房间内,人体表面通过对流换热的方式散热量(由牛顿冷却公式计算)在冬天和夏天是一样的。

但是人体散热还有跟环境(在这里是室内墙壁)的辐射换热,应用大空间包小物体的简化模型可以计算,这个换热量与人体表面温度四次方和室内壁温四次方的差成正比,由于冬天比夏天室内壁温低,所以冬天人体辐射散热量大。

综上分析,人体总的散热量冬天比夏天多,因此冬天要比夏天多穿。

热水瓶的保温原理是什么答:热水瓶胆用双层玻璃做成,两层玻璃都镀上了银,好像镜子一样,能把热射线反射回去,这就断绝了热辐射的通路。

把热水瓶的两层玻璃之间抽成真空,就破坏了对流传导的条件。

热水瓶盖选用不容易传热的软木塞,隔断了对流传热的通路。

完善地把传热的三条道路都挡住了,热就可以长久地保留下来。

第二章12,为什么导电性能好的金属导热性能也好答:如果从原理上来解释的话,导电快的金属电子运动更频繁和自由,因此对于运动状态的传递也就快,也就是导热快。

15 冬天,经过白天太阳晒过的棉被,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:晒过的被子比较蓬松,里面空隙比较大,所以空气较多,空气的导热系数比较低,所以该在身上热量不易散失第三章为什么冰箱要定期除霜答:从电冰箱的工作原理来说,任何形式的制冷系统都有可能产生结霜现象。

其主要因素在于冰箱内空气的湿度和食物的含水量。

当箱内霜层很薄时,对蒸发器的传热影响不十分明显,但霜层逐渐增厚并使整个蒸发器被霜包住后,就会严重影响蒸发器的传热能力,使箱内温度降不下来。

第四章冬天,72℃的铁和600℃的木材摸上去的感觉是一样的,为什么答:因为人手感觉到的冷暖实质是热量传递的快慢,而铁的导温系数远远大于木头的导温系数。

传热学思考题答案(第五章)

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。

传热学思考题参考答案

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。

传热学思考题

传热学思考题

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:q—'^X,其中,q —热流密度;■—导热系dt数;dx —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:q二hg-t f),其中,q —热流密度;h —表面传热系数;t w —固体表面温度;t f —流体的温度。

③斯忒藩—玻耳兹曼定律:q*T4,其中,q —热流密度;二-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/(m2.K):③ 传热系数的单位是:W/(m2.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。

传热学第四版课后思考题答案

传热学第四版课后思考题答案

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: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。

《高等工程热力学及传热学》思考题参考答案-图文

《高等工程热力学及传热学》思考题参考答案-图文

《高等工程热力学及传热学》思考题参考答案-图文高等工程热力学1、稳定态:当系统与外界之间不存在是外界遗留下有限变化的作用时,不会发生有限状态变化的系统状态。

处于稳定态的系统,只要没有受到是外界留下有限变化的作用,就不可能产生有限速率的状态变化。

平衡态:当系统内的各个参数不随时间而变化,且系统与外界不存在能量与物质的交换,则系统达到平衡态。

如果一系统在不受外界影响的条件下,已处于稳定态,该系统不一定处于平衡态。

2、热力学第一定律能量表述:加给热力系的热量,等于热力系的能量增量与热力系对外作功之和。

dQdEdW;在热力系统的两个给定稳态之间进行的一切绝热过程的功都是相同的。

热力学第二定律能量表述:克劳修斯说:不可能把热从低温物体传导高温物体而不引起其他变化,即热从低温物体不可能自发地传给高温物体。

热力学第一定律的火用、火无表述:在任何过程中,火用和火无的总量保持不变。

热力学第二定律的火用、火无表述:若是可逆过程,则火用保持不变;若是不可逆过程,则部分转化为火无,火无不能转化为火用。

3、处于稳定态的系统,只要没有受到使外界留下有限变化的作用,就不可能产生有限速率的状态变化。

当系统与外界之间不存在使外界遗留下有限变化的作用时,不会发生有限状态变化的系统状态。

重物下落时,由于受到重力作用,做匀加速运动,速率发生变化,若不对外界产生影响,则过程不可能实现。

4、(1)FAC(P,V,P'',V'')0P''V''PVnbPFBC(P',V',P'',V'')0P''V''P'V'V'V'nB'V''P'V'V'PVnbPfBC(P',V',P'')fAC(P,V,P'')V''(V'nB')P''P' '合并消去V''fAC(P,V,P'')fBC(P',V',P'')即PVnbPP'V'V'(某)P''(V'nB')P''fAC(P'')A(P,V)(P'')fBC(P'')B(P',V')(P'')A(P,V)B(P',V')V''fAC(P,V,P'')(P'')A(P,V)(P'')A(P,V)V''(P'')(P'',V'')(P'')(P'')C得A(P,V)B(P',V')C(P'',V'') P'V'2PVnbPV'nB'dudTpdv4.15TTdT水不可压缩,得d4.15T5、ddvp即4.15lnT2T1混合后的温度为350K350所以a4.15ln300350b4.15ln40049ab4.15ln048因此绝热混合后熵增加,自然界一切自发的过程均为熵增加的过程6、(1)吸热过程熵不一定增加,熵增不一定是吸热过程,也可能因为做功导致熵增。

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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。

你认为对吗?答:错,方程的边界条件有可能与λ有关,只有当方程为拉普拉斯方程和边界条件为第一边界条件时才与λ无关。

2、对二维非稳态导热问题,能否将表面的对流换热量转换成控制方程中的内热源产生的热量?答:不能,二维问题存在边界微元和内边界微元,内边界微元不一定与边界换热,所以不存在源项。

第四章:1、在第一类边界条件下,稳态无内热源导热物体的温度分布与物体的导热系数是否有关?为什么?答:无关,因为方程为拉普拉斯方程,边界为第一边界条件均与λ无关。

2、非稳态导热采用显式格式计算时会出现不稳定性,试述不稳定性的物理含义。

如何防止这种不稳定性?答:物理意义:显示格式计算温度时对时间步长和空间步长有一定的限制,否则会出现不合理的振荡解;防止出现不稳定性的方法:各节点对下一时层同一点的影响为正。

第五章:1、在流体温度边界层中,何处温度梯度的绝对值最大?为什么?有人说对一定表面温差的同种流体,可以用贴壁处温度梯度绝对值的大小来判断表面换热系数h的大小,你认为如何?答:在流体温度边界层中,固体表面处的温度梯度的绝对值最大,因为在固体表面与流体之间存在着极薄的一层不动的流体层,在此流体层中流体温度变化极为剧烈。

可以,因为根据传热系数关系式:可知,对于固体表面处同温差的同种流体,和均为定值,h与贴壁处温度梯度成正比。

2、试写出边界层能量微分方程的表达式,它与能量微分方程相比有何特点?答:边界层能量微分方程:,它较能量方程略去了项,这是由于在边界层中应用数量级分析法发现,能量微分方程得以简化。

第六章:1、什么叫做两个同类的物理现象相似?相似的物理现象有什么共性?怎样才能做到两个物理现象相似?答:对于两个同类的物理现象,如果在相应的时刻及相应的地点上与现象有关的物理量一一对应成比例,则称此两现象彼此相似。

相似的物理现象中,同名相似特征数相等。

当满足(1)同名的已定特征数相等(2)单值性条件相似时,两个同类物理现象相似。

2、一般情况下,粘度大的流体其Pr数也较大。

其对流换热的实验关联式Nu=cRemPrn可知,Pr数越大,Nu数也越大,从而h也越大。

即粘度大的流体其表面换热系数也越高。

这与经验得出的结论相反,为什么?答:由于Re与粘度呈反比例关系,且在多数情况下,Re的指数项大于Pr指数项,所以当粘度增大时,Re减少的速率快于Pr增大的速率,使整个式子呈减小的趋势,即Nu减小,从而表面换热系数h减小。

第七章:1、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,沿液膜流动方向管束排数越多,换热强度降低,试对上述现象做出解释。

答:空气横掠垂直管束时,沿流动方向管排数越多,气流扰动越强,换热越强,而蒸汽在水平管束外凝结时,沿液膜流动方向管排数越多,凝结液膜越厚,凝结换热热阻越大,换热强度降低。

2、两滴完全相同的水滴在大气压下分别滴在表面温度为120℃和400℃的铁板上,试问滴在哪块板上的水滴先被烧干,为什么?答:120℃。

这是传热学中的沸腾传热问题,当水滴滴在120℃的铁板上了,处于核态沸腾区(我记得DNB点所对应的那个温度是25℃)。

而当水滴滴在400℃上时,处于过渡沸腾区。

参考饱和水在水平加热面上沸腾的q-Δt曲线,你会发现前者的热流密度大,故更容易烧干。

第八章:1、选择太阳能集热器的表面涂层时,该涂层表面吸收率随波长的变化最佳曲线是什么?有人认为取暖用的辐射采暖片也需要涂上这种材料,你认为合适吗?分析:太阳辐射的主要能量集中在~2μm,该涂层表面吸收率随波长的变化最佳曲线是当波长小于2μm时,吸收率大,当波长大于2μm时,吸收率要小。

不合适。

因为如果暖片在高温(波长小)时有很大的吸收比,那么暖片将有很大的辐射换热量,减小了对流换热量,因此不适合。

答:最佳的曲线应是在短波部分(如λ<3μm)光谱吸收比α(λ)=1,而在长波部分α(λ)=0,这样吸收太阳能最多,向外辐射散热最少。

对于辐射采暖器,其表面温度不高,大部分辐射位于长波范围,此时α(λ)=0,由基尔霍夫定律知ε(λ)=0,反而阻碍其散热,因而涂上这种材料不合适。

2、温度均匀的的空腔壁面上的小孔具有黑体辐射的特性,那么空腔内部壁面的辐射是否也是黑体辐射?分析:书中P355指出,在这样的等温空腔内部,辐射时均匀而且是各向同性的,空腔内表面上的辐射(这里指的是有效辐射,包括该表面的自身辐射及反射辐射在内),就是同温度下地黑体辐射。

不管腔体壁面的自身辐射特性如何。

因此,空腔内部壁面的辐射不一定是黑体辐射答:空间内部壁面不一定是黑体辐射,之所以小孔呈现出黑体特性,是因为辐射在空腔内经历了很多次吸收和反射过程,使离开小孔的能量微乎其微。

第九章:1、要增强物体间的辐射换热,有人提出用发射率ε大的材料。

而根据基尔霍夫定律,对漫灰表面ε=α,即发射率大的物体其吸收比也大。

有人因此得出结论:用增大发射率ε的方法不能增强辐射换热。

请判断这种说法的正确性,并说明理由。

分析:该结论不正确。

当研究物体表面对太阳能的吸收时,一般不能把物体作为灰体,即不能把物体在常温下的发射率作为对太阳能的吸收比。

(P377)又不仅人工研制的涂层表面对太阳能的吸收比不等于其自身的发射率,而且一般材料也是如此。

(P430)故当物体的辐射传热涉及温度较低的红外辐射与太阳辐射时,增大发射率ε可以增强辐射换热。

答:在其他条件不变时,由物体的表面热阻可知,当ε越大时,物体的表面辐射热阻越小,因而可以增强辐射换热。

因此,上述说法不正确。

2、黑体表面与重辐射面均具有J=Eb,这是否意味着黑体表面与重辐射面具有相同的性质。

分析:不是。

黑体表面的J3=E b3中的J是由E b确定,重辐射面的J3=E b3中的J3是一个浮动的电势,取决于其他两面的J1和J2以及其间的表面热阻。

且重辐射表面的温度是未知的,由其他两个表面所决定。

答:虽然黑体表面与重辐射面均具有J=Eb的特点,但二者具有不同的性质。

黑体表面的温度不依赖于其他参与辐射的表面,相当于源热势。

而重辐射面的温度则是浮动的,取决于参与辐射的其他表面。

第十章:1、在圆管外敷设保温层与在圆管外设置肋片从热阻分析的角度有什么异同?在什么情况下加保温层反而会强化其传热而加肋片反而会削弱其传热?答:在圆管外敷设保温层和设置肋片都使表面换热热阻降低而导热热阻增加,而一般情况下保温使导热热阻增加较多,使换热热阻降低较少,使总热阻增加,起到削弱传热的效果;设置肋片使导热热阻增加较少,而换热热阻降低较多,使总热阻下降,起到强化传热的作用。

但当外径小于临界直径时,增加保温层厚度反而会强化传热。

理论上只有当肋化系数与肋面总效率的乘积小于1 时,肋化才会削弱传热。

2、对于qm1c1>qm2c2,qm1c1<qm2c2及qm1c1=qm2c2三种情形画出顺流与逆流时冷热流体温度沿流动方向的变化曲线,注意曲线的凹向与qmc 相对大小的关系。

1122m m q c q c >1't 1''t 2't 2''t1't 2't 2''t1122m m q c q c < 1t ''t '' 1'2't 2''1122m m q c q c =1t 1''2't 2'' 1t 1'2't 2''要点:m q c 值越大则温度变化率越小,在图上标示出来就是斜率越小(具体可参考换热器原理一书)。

当相等时,顺流为对称的两曲线,而逆流时则为平行线。

顺流 顺流 逆流顺流 逆流。

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