传热学第八章答案
传热学课后答案(完结版)

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。
北京科技大学传热学第8章习题答案

8-9 A horizontal hot water pipe passes through a large room. The rate of heat loss from the pipe by natural convection and radiation is to be determined.Assumptions 1 Steady operating conditions exist. 2 Air is an ideal gas with constant properties. 3 The local atmospheric pressure is I atm. 4 The temperature of the outer surface of the pipe is constant. Properties The properties of air at 1 atm and the film temperature of (T S +T ∞)/2 = (65+22)/2 = 43.5°C = 316.5 K are (Table A-15)k = 0.0272 C m W D ⋅/ 521.7210/m s ν−=× Pr=0.710 100316.0316511−===K KT f β Analysis (a) The characteristic length in this case is the outer diameter of the pipe, δ= D = 0.06 m. Then,32132522()(9.8/)(0.00316)(6522)(0.06)Pr (0.710)690,298(1.7210/)s g T T m s K K m Ra m s βδν−∞−−−===×1.13}])710.0/559.0([!)298,690(387.06.0{}]Pr)/559.0([!387.06.0{227816961227816961=++=++=Ra NuC m W m C m W Nu kh D D ⋅=⋅==2/94.5)1.13(06.0/0272.0δ 251.1)8)(06.0(m m m DL A ===ππW C m C m W T T hA Q s 7.385)2265)(51.1)(/94.5()(22=−⋅=−=∞⋅D D(b) The radiation heat loss from the pipe is44282444()(0.8)(1.51)(5.6710/)[(65273)(22273)]375s surr Q A T T m W m k K K Wεσ⋅−=−=×⋅+−+= 8-108-17 A circuit board is cooled by a fan that blows air upwards. The average temperature on the surface of the circuit board is to be determined for two cases.Assumptions 1 Steady operating conditions exist. 2 Air is an ideal gaswith constant properties. 3 The atmospheric pressure at that location is 1atm.Properties The properties of air at 1 atm and 1 atm and the anticipatedfilm temperature of K C T T s 5.3205.472/)3560(2/)(==+=+∞Dare (Table A-15)k = 0.0275C m W D ⋅/ 521.7710/m s ν−=× Pr = 0.710 100312.05.32011−===K KT f β AnalysisWe assume the surface temperature to be 60°C. We will check this assumption later on andrepeat calculations with a better assumption, if necessary. The characteristic length in this case is the length of the board in the flow (vertical) direction, δ = 0.12 m. Then the Reynolds number becomes 52(0.5/)(0.12)Re 33901.7710/V m s m m sδν∞−===× which is less than critical Reynolds number (5x]05 ). Therefore the flow is laminar and the forced convection Nusselt number and h are determined from5.34)710.0()3390(664.0Pr Re 664.0315.0315.0====L khl Nu C m W m C m W Nu kh D D ⋅=⋅==2/9.7)5.34(12.0/0275.0δ 2024.0)2.0)(12.0(m m m A == Then622103)710.0()024.0)(/9.7()05.0)(100(35)(×=⋅+=+=→−=⋅∞∞⋅m C m W W C hA Q T T T T hA Q s s D D which is sufficiently close to the assumed value in the evaluation of properties. Therefore, there is no need to repeat calculations.(b) The Rayleigh number is321362522()(9.8/)(0.00312)(6035)(0.12)Pr (0.710)310(1.7710/)s g T T m s K K m Ra m s βδν−−∞−−−===×× 5.24)103(59.059.041641=×==−Ra NuThis is an assisting flow and the combined Nusselt number is determined from 2.38)5.245.34()(3133=+=+=n natural n forced combined Nu NuNu Then C m W mC m W Nu kh combined D D ⋅=⋅==2/8.8)2.38(12.0/0275.0δ And C m C m W W C hA Q T T T T hA Q s s D D D 8.58)024.0)(/8.8()05.0)(100(35)(22=⋅+=+=→−=⋅∞∞⋅Therefore, natural convection lowers the surface temperature in this case by about 2°C.。
工程传热学基础智慧树知到答案2024年上海电机学院

工程传热学基础上海电机学院智慧树知到答案2024年第一章测试1.热流密度q与热流量的关系为(以下式子A为传热面积,λ为导热系数,h为对流传热系数)()。
A:q=φ/A B:q=λφ C:q=hφ D:q=φA答案:A2.单位时间通过单位面积的热量称为什么?一般用什么符号表示?()A:热流量,q B:热流量,φ C:热流密度,φ D:热流密度,q答案:D3.太阳与地球间的热量传递属于下述哪种传热方式?()A:导热 B:热对流 C:其余选项都不是 D:热辐射答案:D4.热流量与温差成正比,与热阻成反比,此规律称为什么?()A:热路欧姆定律 B:导热基本定律 C:传热方程式 D:牛顿冷却公式答案:A5.导热系数的单位是()。
A:W/(m∙K) B:W/(m2∙K) C:m2∙K/W D:W/m2答案:A第二章测试1.液体的粘性随温度的升高而()。
A:减小 B:增大 C:不变 D:不清楚答案:A2.气体的粘性随温度的升高而()。
A:减小 B:增大 C:不变 D:不清楚答案:A3.牛顿流体的粘性切应力与速度梯度,即角变形速率成()。
A:不变 B:不清楚 C:反比 D:正比答案:D4.静止的流体只能承受()。
A:重力 B:扭转力 C:切应力 D:压应力答案:D5.静止的流体中任意一点的各个方向的压强值()。
A:不等 B:不清楚 C:相等 D:等于零答案:C第三章测试1.导温系数的物理意义是什么?()A:反映材料传播温度变化的能力 B:反映了材料的储热能力 C:表明导热系数大的材料一定是导温系数大的材料 D:表明材料导热能力的强弱答案:A2.常温下,下列物质中哪一种材料的导热系数较大?()A:碳钢 B:黄铜 C:纯铜 D:不锈钢答案:C3.温度梯度表示温度场内的某一点等温面上什么方向的温度变化率? ()A:切线方向 B:任意方向 C:温度降低方向 D:法线方向答案:D4.物体之间发生热传导的动力是什么?()A:温度场 B:等温面 C:温差 D:微观粒子运动答案:C5.通过大平壁导热时,大平壁内的温度分布规律是下述哪一种?()A:对数曲线 B:双曲线 C:抛物线 D:直线答案:D第四章测试1.温度升高时,气体的导热系数一般随温度会发生怎样的变化?()A:增大 B:减小 C:不变 D:可能增大也可能减小答案:A2.下列哪个是非稳态导热的表达式?()A:t=f(x,y) B:t=f(z,x) C:t=f(x,y,z,τ) D:t=f(x,y,z)答案:C3.下列那个表示非稳态导热过程的无因次时间?()A:Fo B:Pr C:Re D:Bi答案:A4.忽略物体内部导热热阻的分析方法称为()。
传热学智慧树知到答案章节测试2023年兰州理工大学

第一章测试1.传热学是研究有温差存在时的热能传递规律。
()A:对B:错答案:A2.傅里叶定律中,热量传递方向与温度升高方向相同。
()A:错B:对答案:A3.在一个串联的热量传递过程中,如果通过各个环节的热流量相同,则各串联环节的总热阻等于各串联环节热阻之和。
()A:错B:对答案:B4.热量传递过程的动力是:( )A:电压B:速度差C:温度差D:密度差答案:C5.热辐射的特点不包括下列哪一点。
( )A:辐射能与温度和波长均有关B:具有方向性C:仅能发生在流体中D:伴随能量形式的转变答案:C6.传热方程式中,传热系数的单位是:()A:W/(m2·K)B:W/(m·K2)C:W/(m·K)D:W/(m2·K2)答案:A7.尽管各个科学技术领域中遇到的传热问题形式多样,但大致可以归纳为哪三种?()A:温度控制B:削弱传热C:强化传热D:速度控制答案:ABC8.热能传递的三种基本方式:()A:热传导B:热辐射C:热对流D:热膨胀答案:ABC9.下列各参数中,属于物性参数的是?()A:密度B:传热系数C:热导率D:热扩散率答案:ACD10.下列哪几种传热方式不需要有物体的宏观运动?()A:热对流B:热辐射C:热传导D:对流换热答案:BC第二章测试1.傅里叶导热定律数学表达式中温度梯度的方向表示温度升高的方向。
()A:对B:错答案:A2.按照能量守恒定律,在任-时间间隔内有以下热平衡关系(以微元体为研究对象):导入热量+内热源生成热=导出热量。
()A:错B:对答案:A3.在研究-维平板导热问题时,导热热阻数学表达为: δ/入, 常称作面积热阻。
()A:错B:对答案:A4.研究等截面直肋的导热问题时,一般假设沿高度方向肋片温度不变。
()A:对B:错答案:A5.温度场中同一瞬间相同温度各点连成的面称为()A:等高线B:等温线C:等温面D:等势面答案:C6.在研究导热问题时需要通过边界条件来求解温度场,其中规定了边界上的温度值为:()A:第三类边界条件B:第二类边界条件C:第一类边界条件D:第四类边界条件答案:C7.在传热过程中,系统的传热量与下面哪一个参数成反比:()A:流体温差B:传热系数C:传热热阻D:传热面积答案:C8.在采用加肋片方法增强传热时,将肋片加装在一侧。
传热学第八章答案

第八章1.什么叫黑体在热辐射理论中为什么要引入这一概念2.温度均匀得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3.试说明,为什么在定义物体的辐射力时要加上"半球空间"及"全部波长"的说明 4.黑体的辐射能按波长是怎样分布的光谱吸收力λb E 的单位中分母的"3m "代表什么意义5.黑体的辐射按空间方向是怎样分布的定向辐射强度与空间方向无关是否意味着黑体的辐射能在半球空间各方向上是均匀分布的6.什么叫光谱吸收比在不同光源的照耀下,物体常呈现不同的颜色,如何解释 7.对于一般物体,吸收比等于发射率在什么条件下才成立8,说明灰体的定义以及引入灰体的简化对工程辐射传热计算的意义.9.黑体的辐射具有漫射特性.如何理解从黑体模型(温度均匀的空腔器壁上的小孔)发出的辐射能也具有漫射特性呢 黑体辐射基本定律8-1、一电炉的电功率为1KW ,炉丝温度为847℃,直径为1mm 。
电炉的效率为。
试确定所需炉丝的最短长度。
解:×341096.010*******⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛+dL π得L=8-2、直径为1m 的铝制球壳内表面维持在均匀的温度500K ,试计算置于该球壳内的一个实验表面所得到的投入辐射。
内表面发射率的大小对这一数值有否影响解:由40100⎪⎭⎫⎝⎛=T C E b =35438 W/2m 8-3、把太阳表面近似地看成是T=5800K 的黑体,试确定太阳发出的辐射能中可光所占的百分数。
解:可见光波长范围是~m μ40100⎪⎭⎫⎝⎛=T C E b =64200 W/2m可见光所占份额()()()%87.44001212=---=-λλλλb b b F F F8-4、一炉膛内火焰的平均温度为1500K ,炉墙上有一着火孔。
试计算当着火孔打开时从孔向外辐射的功率。
该辐射能中波长为2m μ的光谱辐射力是多少哪种波长下的能量最多解:40100⎪⎭⎫⎝⎛=T C E b =287W/2m ()310/51/1074.912m W e c E T c b ⨯=-=-λλλT =1500K 时,m m 121093.1-⨯=λ8-5、在一空间飞行物的外壳上有一块向阳的漫射面板。
传热学智慧树知到答案章节测试2023年沈阳农业大学

绪论单元测试1.将保温瓶的双层玻璃中间抽成真空,其目的是什么?()A:减少导热与热对流B:减少热对流与热辐射C:减少导热D:减少热对流答案:A2.炉墙内壁的外到外壁的热传递过程()。
A:导热B:复合换热C:对流换热D:热对流答案:A3.热流密度的定义式决定了它与温度梯度成正比,且方向相反。
()A:错B:对答案:B4.热传递的三种基本方式:____,____,____。
答案:5.利用同一冰箱储存相同的物质时,试问结霜的冰箱耗电量大还是未结霜的耗电量大,并说明原因。
答案:第一章测试1.下列材料中导热系数最大的是 ( ) 。
A:天然金刚石B:纯铁C:纯铜D:黄铜答案:C2.在稳态导热过程中,决定物体内温度分布的是()。
A:导热温系数B:密度C:导热系数D:传热系数答案:C3.若已知某种气体的密度为0.617kg/m3,比热为1.122kJ/(kg·K),导热系数为0.0484W/(m.K),则其导温系数是多少? ( )A:69.9×10-6m2/sB:1.43×104m2/sC:14.3m2/sD:0.0699m2/s答案:A4.物体加热或冷却过程中温度分布变化的三个阶段____,____ 和新的稳态阶段。
答案:5.试用传热学术语说明导热问题常见的三类边界条件。
【无匹配项】答案:第二章测试1.当采用加肋片的方法增强传热时,最有效的办法是将肋片加在哪一侧?( )A:流体温度较高的一侧B:传热系数较小的一侧C:流体温度较低的一侧D:传热系数较大的一侧答案:B2.导热热阻的单位为()。
A:W/m.KB:m2.KC:m2.K/WD:W/m2答案:C3.肋壁总效率为肋壁实际散热量与肋壁侧温度均为肋基温度时的理想散热量之比。
()A:对B:错答案:A4.肋(片)效率是在肋片表面平均温度下,肋片的 ____ 与假定整个肋片表面都处在肋基温度时的理想散热量的比值。
答案:5.稳态导热过程也可以有其他热量传递方式参与其中。
传热学智慧树知到答案章节测试2023年青岛理工大学

绪论单元测试1.热量传递过程的推动力是温差。
A:错B:对答案:B第一章测试1.平板的单位面积导热热阻的计算式应为哪一个?()A:δ/λB:δ/(ka)C:1/(ka)D:1/h答案:A2.导热系数的单位是:()A:m2.K/WB:W/(m·K)C:W/(m2.K)D:W/m2答案:B3.两条不同温度的等温线绝不会彼此相交。
()A:对B:错答案:A4.导热系数的单位是W/(m·K)。
()A:对B:错答案:A5.热流密度q与热流量的关系为(以下式子A为传热面积,λ为导热系数,h为对流传热系数):()A:q=λφB:q=φAC:q=φ/AD:q=hφ答案:C6.已知某一导热平壁的两侧壁面温差是30℃,材料的导热系数是22 W/(m·K),通过的热流密度是300 W/m2,则该平壁的壁厚是多少? ( )A:2.2 mB:220 mC:0.22 mD:22 m答案:A7.在稳态传热过程中,传热温差一定,如果希望系统传热量增大,则不能采用下述哪种手段? ( )A:增大系统热阻B:增大传热系数C:增大传热面积D:增大对流传热系数答案:A8.在传热过程中,系统传热量与下列哪一个参数成反比?A:传热热阻B:流体温差C:传热面积D:传热系数答案:A9.下列哪几种传热过程不需要有物体的宏观运动?( )A:导热B:复合传热C:辐射D:对流答案:AC10.单位时间通过单位面积的热量称为什么?一般用什么符号表示?( )A:热流量,φB:热流密度,φC:热流密度,qD:热流量,q答案:C第二章测试1.导温系数是材料传播温度变化能力大小的指标。
()A:错B:对答案:B2.工程中很多导热现象,可归结为稳态导热过程,如通过房屋墙壁和长热力管道管壁的导热。
()A:错B:对答案:B3.傅里叶定律是指在各向同性均质的导热物体中,通过某导热面积的热流密度正比于该导热面法向温度变化率。
()A:对B:错答案:A4.肋片效率是指肋片实际散热量与肋片最大可能散热量之比。
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第八章1.什么叫黑体?在热辐射理论中为什么要引入这一概念?2.温度均匀得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?3.试说明,为什么在定义物体的辐射力时要加上"半球空间"及"全部波长"的说明? 4.黑体的辐射能按波长是怎样分布的?光谱吸收力λb E 的单位中分母的"3m "代表什么意义?5.黑体的辐射按空间方向是怎样分布的?定向辐射强度与空间方向无关是否意味着黑体的辐射能在半球空间各方向上是均匀分布的?6.什么叫光谱吸收比?在不同光源的照耀下,物体常呈现不同的颜色,如何解释? 7.对于一般物体,吸收比等于发射率在什么条件下才成立?8,说明灰体的定义以及引入灰体的简化对工程辐射传热计算的意义.9.黑体的辐射具有漫射特性.如何理解从黑体模型(温度均匀的空腔器壁上的小孔)发出的辐射能也具有漫射特性呢? 黑体辐射基本定律8-1、一电炉的电功率为1KW ,炉丝温度为847℃,直径为1mm 。
电炉的效率为0.96。
试确定所需炉丝的最短长度。
解:5.67×341096.010*******⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛+dL π得L=3.61m8-2、直径为1m 的铝制球壳内表面维持在均匀的温度500K ,试计算置于该球壳内的一个实验表面所得到的投入辐射。
内表面发射率的大小对这一数值有否影响?解:由40100⎪⎭⎫⎝⎛=T C E b =35438 W/2m 8-3、把太阳表面近似地看成是T=5800K 的黑体,试确定太阳发出的辐射能中可光所占的百分数。
解:可见光波长范围是0.38~0.76m μ40100⎪⎭⎫⎝⎛=T C E b =64200 W/2m可见光所占份额()()()%87.44001212=---=-λλλλb b b F F F8-4、一炉膛内火焰的平均温度为1500K ,炉墙上有一着火孔。
试计算当着火孔打开时从孔向外辐射的功率。
该辐射能中波长为2m μ的光谱辐射力是多少?哪种波长下的能量最多?解:40100⎪⎭⎫ ⎝⎛=T C E b =287W/2m ()310/51/1074.912m W e c E T c b ⨯=-=-λλλT =1500K 时,m m 121093.1-⨯=λ8-5、在一空间飞行物的外壳上有一块向阳的漫射面板。
板背面可以认为是绝热的,向阳面得到的太阳投入辐射G=1300W/2m 。
该表面的光谱发射率为:m μλ20≤≤时();5.0=λεm μλ2>时()2.0=λε。
试确定当该板表面温度处于稳态时的温度值。
为简化计算,设太阳的辐射能均集中在0~2m μ之内。
解:由4100⎪⎭⎫ ⎝⎛=T C G ε 得T=463K8-6、人工黑体腔上的辐射小孔是一个直径为20mm 的圆,辐射力25/1072.3m W E b ⨯=。
一个辐射热流计置于该黑体小孔的正前方l=0.5m ,处,该热流计吸收热量的面积为1.6510-⨯2m 。
问该热流计所得到的黑体投入辐射是多少?解:25/10185.1m W E L bb ⨯==λWA L rA b c2.37.104.652=⨯==Ω-所得投入辐射能量为37.2×6.4×510-=31038.2-⨯W8-7、用特定的仪器测得,一黑体炉发出的波长为0.7m μ的辐射能(在半球范围内)为38/10m W ,试问该黑体炉工作在多高的温度下?该工况下辐射黑体炉的加热功率为多大?辐射小孔的面积为24104m -⨯。
解:()1/512-=-T c b e c E λλλ代入数据得:T=1214.9KWT AC 4.4910040=⎪⎭⎫⎝⎛=Φ8-8、试确定一个电功率为100W 的电灯泡发光效率。
假设该灯泡的钨丝可看成是2900K 的黑体,其几何形状为mm mm 52⨯的矩形薄片。
解:40100⎪⎭⎫ ⎝⎛=T C E b 可见光的波长范围0.38~0.76m μ 则K m T K m T .2204;.110221μλμλ== 由表可近似取()()19.10;092.076.0038.00==--b b F F在可见光范围内的能量为()%094.019.1010040-⨯⎪⎭⎫⎝⎛=∆E T C发光效率%09.10=E ∆E=η8-9、钢制工件在炉内加热时,随着工件温度的升高,其颜色会逐渐由暗红变成白亮。
假设钢件表面可以看成黑体,试计算在工件温度为900℃及1100℃时,工件所发出的辐射能中的可见光是温度为700℃的多少倍?K m T .600μλ≤时()Km T F b .800;00μλλ==-时()401016.0--⨯=λb F 。
解:解:(1)()00.0,7.36997338.0,973700101==⨯===-λμλb F mK T K T t ℃时,,()λμλμλμλ-=≤=⨯=01800600,5.73997376.0b F mK T mK T mK T 之及由值线性插值得:()()%001116.010116.1,10116.1550121=⨯=⨯=----λλλb b F F . 可见光的能量为:2455672.073.967.510116.1m W =⨯⨯⨯-.(2)()00.0,7.445117338.0,1173900101==⨯===-λμλb F mK T K T t ℃时,,()()%01565.010565.1,10565.1,5.891117376.04402211=⨯=⨯==⨯=----λλλμλb b F F mK T ,此时可见光的能量2448.1673.1167.510565.1m W =⨯⨯⨯-.所以℃900时是700℃时的16.3/0.5672=29.6倍. (3)()00.0,74.521137338.0,137********==⨯===-λμλb F mK T K T t ℃时,,()()%05808.010808.5,10808.5,48.1043137376.04402212=⨯=⨯==⨯=----λλλμλb b F F mK T ,此时可见光的能量为24403.11773.1367.510808.5m W =⨯⨯⨯-.所以1100℃时是700℃时的117.03/0.5672=206.3倍.8-10、一等温空腔的内表面为漫射体,并维持在均匀的温度。
其上有一个面积为0.022m 的小孔,小孔面积相对于空腔内表面积可以忽略。
今测得小孔向外界辐射的能量为70W ,试确定空腔内表面的温度。
如果把空腔内表面全部抛光,而温度保持不变,问这一小孔向外的辐射有何影响?解:40100⎪⎭⎫⎝⎛=ΦT AC 代入数据T=498.4K8-11、把地球作为黑体表面,把太阳看成是T=5800℃的黑体,试估算地球表面温度。
已知地球直径为,1029.17m ⨯太阳直径为1.39910⨯m,两者相距m 11105.1⨯。
地球对太空的辐射可视为0K 黑体空间的辐射。
解:如图所示。
地球投影面积对太阳球心的张角为:()()822142117105806.01025.2106641.1785.0105.11029.14-⨯=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=∆Ωπ(球面角)108106226.414.34105806.04--⨯=⨯⨯=∆Ωπ。
地球表面的空间辐射热平衡为: 102.10623.44-⨯⨯⨯=Φo sum C S R σπ,⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯===Φ-21029.114.344,022.ee C S be e R A E A π,10474410623.4421029.114.34,-⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯=sum o sum e o e o be T R T T E σπσσ,()()106292710623.41039.11029.1-⨯⨯⨯=⨯sumrT T , []412141018229.11010623.41039.1--⨯⨯⨯⨯⨯=sumcT T[]()416416103675.55800106641.1623.49321.15800--⨯⨯=⨯⨯⨯=K 2.27962.315221.15800=⨯=。
8-12、如附图所示,用一个运动的传感器来测定传送带上一个热试件的辐射具有黑体的特性,文传感器与热试件之间的距离1x 多大时,传感器接受到的辐射能是传感器与试件位于同一数值线上时的75%?解:按题意,当工件位于x 1处时,工件对传感器的角系数为工件在正下方时的75%,当工件在正下方时,222,1,2H A H A x π=是A 对传感器的张角:当工件在x 1处时,(),221221222,1πx H x H H A x +⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=故有:()ππ2275.021221222x H x H H A H A +⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=⨯,即()[]()212111175.0H x H x +=+⨯,由试凑法解得395.0,395.011=∴=x H x 。
8-13、从太阳投射到地球大气层外表面的辐射能经准确测定为1353W/2m 。
太阳直径为,1039.19m ⨯两者相距11105.1⨯m 。
若认为太阳是黑体,试估计其表面温度。
解:太阳看成一个点热源,太阳投射在地球上的辐射总量为sun Qsun Q =()211105.141353⨯⨯⨯π又()491001039.167.5⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯=T Q sunπ所以T=5774K8-14、试证明下列论述:对于腔壁的吸收比为0.6的一等球壳,当其上的小孔面积小于球的总表面面积的0.6%时,该小孔的吸收比可大于99.6%。
球壳腔壁为漫射体。
解:设射进小孔的投入辐射为0E ,经空腔内表面第一次反射的投入辐射为0E ρ,经第二次反射为02E ρ,经第n 次反射为0E n ρ. 空腔共吸收()()[]nn E E 6.011100--=-ρ 设n=1所以()%36.0%6.04.010=⨯-E则小孔吸收比为1-0.36%=99.6%又因为n 越大,则小孔的吸收比越大,证明完毕。
实际物体的辐射特性8-15、已知材料AB 的光谱发射率()λε与波长的关系如附图所示,试估计这两种材料的发射率ε随温度变化的特性,并说明理由。
解:A 随稳定的降低而降低;B 随温度的降低而升高。
理由:温度升高,热辐射中的短波比例增加。
8-16、一选择性吸收表面的光谱吸收比随λ变化的特性如附图所示,试计算当太阳投入辐射为G=800W/2m 时,该表面单位面积上所吸收的太阳能量及对太阳辐射的总吸收比。
解:()()∞∞∞∞+=+=⎰⎰⎰⎰~4.14.1~002012.09.011b b b bb b F Fd E d E d E d E λλαλλααλλλλλλ查表代入数据得8026.0%0792.867.0=⨯=α8-17一漫射表面在某一温度下的光谱辐射强度与波长的关系可以近似地用附图表示,试: (1) 计算此时的辐射力;(2) 计算此时法线方向的定向辐射强度,及与法线成600角处的定向辐射强度。