传热学第一章习题
传热学 第一章 思考题和习题
思 考 题1-1 试列举生活中热传导、对流传热和辐射传热的事例。
1-2 冬天，上午晒被子，晚上睡觉为什么还会感到暖和？1-3 通过实验测定夹层中流体的导热率时，应采用图1-6中哪一种装置？为什么？1-4 在思考题1-3中，流体为空气时导热率可用式（1-1）计算，式中t ∆为热、冷面的温度差，δ为空气夹层的厚度，Φ为通过空气夹层的热流量，A 为空气夹层的导热面积。
实践证明，t ∆不能太大，否则测得的热导率比真实的热导率大。
试分析其原因。
1-5 从传热的角度出发、采暖散热器的冷风机应放在什么高度最合适？1-6 从表1-1对流传热系数的大致范围，你可以得出哪些规律性的结论？1-7 多层热绝缘由铝箔和玻璃纤维纸、玻璃布、尼龙网等依次包扎而成，并且整个系统处在高真空下。
在20～300 K 的温度下它的热导率可低达)K m /(W 10)6.0(0.14⋅×−～,试分析其原因。
1-8 在深秋晴朗无风的夜晚，草地会披上一身白霜，可是气象台的天气报告却说清晨最低温度为2℃。
试解释这种现象。
但在阴天或有风的夜晚（其他条件不变），草地却不会披上白霜，为什么？1-9 在一有空调的房间内，夏天和冬天的室温均控制在20℃，但冬天得穿毛线衣，而夏天只需穿衬衫。
这是为什么？（提示：参考图1-8，先画出夏天和冬天墙壁传热的温度分布曲线，再解释这种现象。
） 1-10 饱和水蒸气管道外包保温材料，试分析三种传热方式怎样组成由水蒸气经管道壁和保温层到空气的传热过程，并画出热阻串并联图。
1-11 在思考题1-10中，管道外壁的温度近似等于饱和水蒸气的温度。
试用热阻分析解释这一现象。
1-12 某双层壁中的稳态温度分布如图1-7所示，问哪一层材料的热导率大？哪一层材料的导热热阻大？ 1-13 某传热过程的温度分布曲线如图1-8所示，试分别画出其在下列情况下的温度分布曲线：（1）0 / →λδ；（2）∞→ h 1；（3）∞→ h 2；（4）；∞→ h 1，∞→ h 2。
传热学试题库含参考答案
《传热学》试题库第一章概论一、名词解释1．热流量：单位时间内所传递的热量2．热流密度：单位传热面上的热流量3．导热：当物体内有温度差或两个不同温度的物体接触时，在物体各部分之间不发生相对位移的情况下，物质微粒(分子、原子或自由电子)的热运动传递了热量，这种现象被称为热传导，简称导热。
4．对流传热：流体流过固体壁时的热传递过程，就是热对流和导热联合用的热量传递过程，称为表面对流传热，简称对流传热。
5．辐射传热：物体不断向周围空间发出热辐射能，并被周围物体吸收。
同时，物体也不断接收周围物体辐射给它的热能。
这样，物体发出和接收过程的综合结果产生了物体间通过热辐射而进行的热量传递，称为表面辐射传热，简称辐射传热。
6．总传热过程：热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程，称为总传热过程，简称传热过程。
7．对流传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的对流传热量，单位为W／(m2·K)。
对流传热系数表示对流传热能力的大小。
8．辐射传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的辐射传热量，单位为W／(m2·K)。
辐射传热系数表示辐射传热能力的大小。
9．复合传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的复合传热量，单位为W／(m2·K)。
复合传热系数表示复合传热能力的大小。
10．总传热系数：总传热过程中热量传递能力的大小。
数值上表示传热温差为1K时，单位传热面积在单位时间内的传热量。
二、填空题1．热量传递的三种基本方式为、、。
（热传导、热对流、热辐射）2．热流量是指，单位是。
热流密度是指，单位是。
（单位时间内所传递的热量，W，单位传热面上的热流量，W/m2）3．总传热过程是指，它的强烈程度用来衡量。
(热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程，总传热系数)4．总传热系数是指，单位是。
（传热温差为1K时，单位传热面积在单位时间内的传热量，W／(m2·K)）5．导热系数的单位是；对流传热系数的单位是；传热系数的单位是。
传热学第七版课后答案
传热学第七版课后答案第一章：传热的基本概念1. 描述传热的三种方式。
传热可以通过三种方式进行：热传导、对流和辐射。
•热传导是指热量沿物质的内部传播，通常发生在固体和液体中。
它主要由分子之间的相互作用引起，通过分子的碰撞和传递热量。
•对流是指通过流体的传输热量，可以是自然对流或强迫对流。
自然对流是指由密度的差异引起的流动，而强迫对流是通过施加外部力或压力梯度引起的。
•辐射是指以电磁波的形式传播热量。
它可以在真空中传播，例如太阳辐射的热量可以在地球上传播。
2. 什么是传热的单位？传热的单位是热功率（Q）除以温度差（ΔT）。
常用的单位有瓦特/（平方米·开尔文）（W/（m2·K））或卡/（秒·平方米·摄氏度）（cal/（s·cm2·°C））。
3. 热传导的主要影响因素有哪些？热传导的主要影响因素包括：•温度差：温度差越大，热传导的速率越快。
•材料导热性能：不同材料的导热性能不同，例如，金属通常具有较高的导热性能，而绝缘材料则相对较低。
•材料厚度：材料的厚度越大，热传导的阻力越大，传热速率越慢。
•材料接触面积：接触面积越大，热传导的速率越快。
4. 什么是对流换热系数？对流换热系数是指单位面积上在单位温度差下通过对流传递的热量。
换热系数取决于流体的性质、流体的流动状态、流体与固体之间的热传导和流体与固体之间的传热面积等因素。
5. 什么是辐射传热？辐射传热是指以电磁波的形式通过真空或介质传播热量，无需传播介质的参与。
辐射传热的速率取决于辐射源的温度、辐射体的表面特性、辐射的波长和介质的吸收能力等因素。
第二章：传热的基本方程1. 热扩散方程是什么？热扩散方程（Heat Diffusion Equation）是用来描述热量在物体内部传导的方程。
它可以写成以下形式：热扩散方程热扩散方程其中，η是物体的热扩散率，ρ是物体的密度，c是物体的比热容，T是温度。
传热学习题_5版_作业
传热学习题_建工5版绪 论0-14 一大平板，高3m ，宽2m ，厚0.2m ，导热系数为45()K m W ⋅, 两侧表面温度分别为C t w ︒=1501及C t w ︒=2852，试求热流密度及热流量。
解：根据付立叶定律热流密度为：i dxdt t grad i q xλλ-=-=21212303752015028545m /W .x x t t dx dt q w w x -=-⨯-=---=-=λλ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：)W (A q 1822502330375=⨯⨯-==Φ0-15 空气在一根内经50毫米，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℃，管壁对空气的对流换热系数()K m /W h ⋅=273，热流密度25110m /W q =, 是确定管壁温度及热流量Φ。
解：热流量)W (....)dl (q qA 72005520501435110=⨯⨯⨯===πΦ根据牛顿冷却公式()qA t t hA )dl (h t hA f w =-===π∆Φ管内壁温度为：C A q t t f w ︒=+=+=15573511085第一章 导热理论基础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 ()K m W ⋅，λ碳钢＝36()K m W ⋅， λ铝＝237()K m W ⋅，λ黄铜＝109()K m W ⋅.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：温度在350℃以下时，导热系数不超过0.12 ()K m W ⋅的材料。
(3) 由附录8得，当材料的平均温度为20℃时的导热系数:膨胀珍珠岩散料:λ=0.0424+0.t ()K m W ⋅ λ=0.0424+0.×20=0.04514 ()K m W ⋅; 矿渣棉: λ=0.0674+0.t ()K m W ⋅λ=0.0674+0.×20=0.0717 ()K m W ⋅;聚乙烯泡沫塑料在常温下（附录7）3)K m /(W ..⋅-=03800350λ。
(完整版)传热学试卷和答案
传热学（一）第一部分选择题1. 在稳态导热中 , 决定物体内温度分布的是 ( )A. 导温系数B. 导热系数C. 传热系数D. 密度2. 下列哪个准则数反映了流体物性对对流换热的影响 ?( )A. 雷诺数B. 雷利数C. 普朗特数D. 努谢尔特数3. 单位面积的导热热阻单位为 ( )A. B. C. D.4. 绝大多数情况下强制对流时的对流换热系数 ( ) 自然对流。
A. 小于B. 等于C. 大于D. 无法比较5. 对流换热系数为 100 、温度为 20 ℃的空气流经 50 ℃的壁面，其对流换热的热流密度为（）A. B. C. D.6. 流体分别在较长的粗管和细管内作强制紊流对流换热，如果流速等条件相同，则（）A. 粗管和细管的相同B. 粗管内的大C. 细管内的大D. 无法比较7. 在相同的进出口温度条件下，逆流和顺流的平均温差的关系为（）A. 逆流大于顺流B. 顺流大于逆流C. 两者相等D. 无法比较8. 单位时间内离开单位表面积的总辐射能为该表面的（）A. 有效辐射B. 辐射力C. 反射辐射D. 黑度9. （）是在相同温度条件下辐射能力最强的物体。
A. 灰体B. 磨光玻璃C. 涂料D. 黑体10. 削弱辐射换热的有效方法是加遮热板，而遮热板表面的黑度应（）A. 大一点好B. 小一点好C. 大、小都一样D. 无法判断第二部分非选择题•填空题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）11. 如果温度场随时间变化，则为。
12. 一般来说，紊流时的对流换热强度要比层流时。
13. 导热微分方程式的主要作用是确定。
14. 当 d 50 时，要考虑入口段对整个管道平均对流换热系数的影响。
15. 一般来说，顺排管束的平均对流换热系数要比叉排时。
16. 膜状凝结时对流换热系数珠状凝结。
17. 普朗克定律揭示了按波长和温度的分布规律。
18. 角系数仅与因素有关。
19. 已知某大平壁的厚度为 15mm ，材料导热系数为 0.15 ，壁面两侧的温度差为 150 ℃，则通过该平壁导热的热流密度为。
传热学第一章习题教材
思考题与典型题精解
[例1-1]人体为恒温体。若房间里气体的温度在夏天 和冬天都保持20摄氏度，那么在冬天与夏天、人在 房间里所穿的衣服能否一样？为什么?
解：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温度高，因此通过墙壁的热量传递 方向是由室外传向室内。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 管冬季室内温度比夏季高，但人体在冬季通过辐射与墙 壁的散热比夏季高很多。人体对冷的感受主要是散热量 高，因此在冬季比在夏季感觉冷。
解：①双层玻璃窗情形，由传热过程计算式:
Φ1
1 1 1 2 3 h1 A 1 A 2 A 3 A h2 A
1.1 1.2 [25 (10)] 1 3 10 3 5 10 3 3 10 3 1 20 1.05 0.026 1.05 15
解：热量的传递过程： 室内→里层玻璃外壁→里层玻璃内壁→夹层空气→外 层玻璃内壁→外层玻璃外壁→室外
夹层空气不流动，只起导热作失的热量比通过玻璃 向外散失的热量小，所以为了更好地保温采用双层玻 璃代替一层厚玻璃。
[例1-4] 有人将一碗热稀饭置于一盆凉水中
[例1-12] 热平面周围的环境度 t f 20 C ，壁面敷设 厚 =30 mm的隔热层。隔热材料的导热系数
对流换热的表面传热系数h。 解：根据题意，如右图，穿过隔热层的热量为导热热 tf tw1 tw 2 t 量，于是： 1 A A
隔热层外表面与环境间的换热为对流换热：
[例1-6]冬天，在相同的室外温度条件下，为 什么有风比无风感到更冷些？ 解：假定人体表面温度相同时，人体的散热在 有风时相当于强制对流换热，而在无风时属自 然对流换热（不考虑热辐射或假定辐射换热量 相同时）。而空气的强制对流换热强度要比自 然对流强烈。因而在有风时从人体带走的热量 更多，所以感到更冷一些。
传热学习题——精选推荐
传热学习题传热学课习题第1章习题4. 面积为l m2、厚度为25mm的聚氨酯泡沫塑料平板，其两表面的温差为5℃，导热系数为0.032W/(m·K)，试计算单位时间通过该平板的热量。
8. 面积为3×4m2的一面墙壁，表面温度维持60℃，环境空气温度维持20℃，空气与壁面的对流换热系数为10W/(m2·K)，试计算这面墙壁的散热量。
9. 一块黑度为0.8的钢板，温度为27℃，试计算单位面积上每小时内钢板所发射的辐射能。
10. 冬季室内空气温度tf1=20℃，室外空气温温度tf2=-25℃。
室内、外空气对墙壁的对流换热系数分别为?1=10 W/(m2·K)和?2= 20 W/(m2·K)，墙壁厚度为?= 360mm，导热系数?=0.5W/(m·K)，其面积F=15m2。
试计算通过墙壁的热量损失。
第2章习题4. 试用傅里叶定律直接积分的方法，求平壁、长圆筒壁及球壁稳态导热下的热流量表达式及各壁内的温度分布。
5. 一铝板将热水和冷水隔开，铝板两侧面的温度分别维持90℃和70℃不变，板厚10mm，并可认为是无限大平壁。
0℃时铝板的导热系数λ=35.5 W/(m·K)，100℃时λ=34.3 W/(m·K)，并假定在此温度范围内导热系数是温度的线性函数。
试计算热流密度，板两侧的温度为50℃和30℃时，热流密度是否有变化？6. 厚度为20mm的平面墙的导热系数为1.3 W/(m·K)。
为使通过该墙的热流密度q不超过1830W/m2，在外侧敷一层导热系数为0.25 W/(m·K)的保温材料。
当复合壁的内、外壁温度分别为1300℃和50℃时，试确定保温层的厚度。
9. 某大平壁厚为25mm，面积为0.1m2，一侧面温度保持38℃，另一侧面保持94℃。
通过材料的热流量为1 kW时，材料中心面的温度为60℃。
试求出材料的导热系数随温度变化的线性函数关系式。
《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。
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系数为
30 W ，空/(气m温射可看成是对0 K
黑体空间的辐射，试确定地球表面的平衡温度。
❖ 解：由热平衡关系，地球接受来自太阳的辐
射热量以两种方式散掉，即与空气的对流换 热及与太空的辐射换热，设过程为稳态，
q
h(Te
Tf
)
(Te4
T4 sky
第一章绪论练习题
思考题与典型题精解
[例1-1]人体为恒温体。若房间里气体的温度在夏天 和冬天都保持20摄氏度，那么在冬天与夏天、人在 房间里所穿的衣服能否一样？为什么?
解：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温度高，因此通过墙壁的热量传递 方向是由室外传向室内。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 管冬季室内温度比夏季高，但人体在冬季通过辐射与墙 壁的散热比夏季高很多。人体对冷的感受主要是散热量 高，因此在冬季比在夏季感觉冷。
空气温度为-10℃，表面传热系数为15W/(m2 K).
试计算通过双层玻璃窗的散热量，并与同样厚 度单层玻璃窗相比较。假定在两种情况下，室 内、室外空气温度及表面传热系数相同。
❖解：①双层玻璃窗情形，由传热过程计算式:
Φ1
tf1 tf2
1 1 2 3 1
1
A(t f 1 t f 2 )
❖ 解： 按平壁导热计算公式
q t tw1 tw2
A
（1） q 389 150 100 3.89 105 W/ m2 0.05
（2）
q 50 150 100 5.0 104 W/m2 0.05
（3）
q 0.13 150 100 1.3 102 W/m2 0.05
[厚例1-=1320]m热m平的面隔周热围层的。环隔境热度材料t f 的 导20热oC系，数壁面敷设 0.2 W/m K 隔热层与平壁接触面的温度 tw1 230oC
其外表面温度 tw2 40o C 。求隔热层外表面和环境间
[例1-7]北方深秋季节的清晨，树叶叶面上常 常结霜。试问树叶上、下表面的哪一面结霜 ？为什么？
解：霜会结在树叶的上表面。因为清晨，上表 面朝向太空，下表面朝向地面。太空表面的温 度低于零摄氏度，而地球表面温度一般在零摄 氏度以上。由于相对树叶下表面来说，上表面 需要向太空辐射更多的能量，所以树叶下表面 温度较高，而上表面温度较低且可能低于零摄 氏度，因而容易结霜。
)
有，将已知条件代入，
得Te 300K
[例1-11] 一块厚50mm的大平板，两侧表面分别维
持在 tw1 150o C和tw2 100o C 。试求不同材料时的热
流密度：(1) 389 W/(m K)的铜材，(2) 50 W/(m K)
的铸铁，(3) 0.13W/(m K) 的石棉。
[例1-2]夏天人在同样温度（如：25摄氏度）的空气 和水中的感觉不一样。为什么？
解：人体温度一般为37℃，环境温度为25℃，所以 人体向外界散热。
因为对流传热系数，空气﹤水
即人在空气中散失的热量比在水中散失的热量小， 所以在水中感觉更凉爽一些。
[例1-3]北方寒冷地区，建筑房屋都是双层玻璃，以 利于保温。如何解释其道理？
[例1-8] 利用同一冰箱储存相同食物时，试 问结霜的冰箱耗电量大还是未结霜的冰箱耗 电量大？
❖ 解：当其他条件相同时，冰箱的结霜相当于 在冰箱蒸发器和冰箱冷冻室之间增加了一个 附加热阻，因此，要达到相同的制冷室温度， 必然要求蒸发器处于更低的温度。所以，结 霜的冰箱耗电量更大。
[例1-9] 一双层玻璃窗，宽1.1m，高1.2m， 厚3mm，导热系数为1.05 W/(m K) ；中间空 气层厚度为5mm，设空气间隙仅起导热作用， 导热系数为2.60102 W/(m K) 。室内空气温度 为25℃，表面传热系数为20W/(m2 K) ；室外
解：热量的传递过程： 室内→里层玻璃外壁→里层玻璃内壁→夹层空气→外 层玻璃内壁→外层玻璃外壁→室外
夹层空气不流动，只起导热作用。
：气体﹤玻璃
同样厚度下通过夹层空气向外散失的热量比通过玻璃 向外散失的热量小，所以为了更好地保温采用双层玻 璃代替一层厚玻璃。
[例1-4] 有人将一碗热稀饭置于一盆凉水中 进行冷却。为使稀饭凉得更快一些，你认为 它应该搅拌碗中的稀饭还是盆中的水？
1.11.2[25 (10)] 1 11103 1 363.37
20 1.05 15
W
❖ 显然，单层玻璃窗的散热量是双层玻璃窗的2.5倍。
因此，北方的冬天常常采用双层玻璃窗使室内保温。
[例1-10] 白天，地球表面接受来自太阳的辐射热
流密度为 669 W 。设/m地2表空气与地面间的表面传热
[例1-6]冬天，在相同的室外温度条件下，为 什么有风比无风感到更冷些？
解：假定人体表面温度相同时，人体的散热在 有风时相当于强制对流换热，而在无风时属自 然对流换热（不考虑热辐射或假定辐射换热量 相同时）。而空气的强制对流换热强度要比自 然对流强烈。因而在有风时从人体带走的热量 更多，所以感到更冷一些。
❖ 解：从稀饭到凉水是一个传热过程。显然这 种换热在不搅拌时属自然对流。热稀饭的换 热比水要差。因此要强化传热，增加散热量， 应该用搅拌的方式强化稀饭侧的传热。
[例1-5]电影《泰坦尼克号》里，男主人公杰 克在海水里被冻死而女主人公罗丝却因躺在 筏上而幸存下来。试从传热学的观点解释这 一现象。
解：杰克在海水里其身体与海水间由于自然对 流交换热量，而罗丝在筏上其身体与空气之间 产生自然对流。在其他条件相同时，水的自然 对流强度要远大于空气，因此杰克身体由于自 然对流散失能量的速度比罗丝快得多。因此杰 克被冻死而罗丝却幸免于难。
1 2 3
1
h1A 1A 2 A 3 A h2 A h1 1 2 3 h2
=146.8
1.11.2 [25 (10)]
1 3103 5 103 3103 1
W
20 1.05
0.026
1.05 15
❖ ②单层玻璃窗情形：
Φ2
A(t f 1 t f 2 )
1 1 h1 1 h2