传热课后问答题答案
传热考试题及答案

传热考试题及答案一、选择题1. 热传导的三种基本方式是:A. 对流、辐射、传导B. 对流、辐射、对流C. 传导、对流、辐射D. 传导、辐射、对流答案:C2. 以下哪种材料的热导率最高?A. 木头B. 铜C. 橡胶D. 玻璃答案:B3. 热对流的驱动力是:A. 温度差B. 压力差C. 密度差D. 以上都是答案:D二、填空题4. 傅里叶定律表明,单位时间内通过单位面积的热量与温度梯度成正比,其比例常数为______。
答案:热导率5. 热辐射的强度与物体表面温度的四次方成正比,这一定律称为______。
答案:斯特藩-玻尔兹曼定律6. 热交换器中,流体的流动方式可以是______或______。
答案:并流逆流三、简答题7. 简述热传导的基本原理。
答案:热传导是指热量通过物质内部分子振动和碰撞传递的过程,不需要物质的宏观运动。
8. 为什么说对流是流体中热量传递的主要方式?答案:对流是流体中热量传递的主要方式,因为它涉及到流体的宏观运动,能够快速有效地传递热量。
9. 辐射传热的特点是什么?答案:辐射传热不需要介质,可以在真空中进行,且其传递速度与光速相同。
四、计算题10. 已知一金属棒的热导率为200 W/m·K,棒的横截面积为0.01 m²,棒两端的温度差为100°C,求金属棒的热流量。
答案:热流量Q = k * A * ΔT / L = 200 W/m·K * 0.01 m² * 100°C = 2000 W11. 一个房间的表面温度为300K,周围环境的温度为290K,求房间的辐射热损失。
答案:热损失Q = σ * A * (T_room^4 - T_env^4),其中σ为斯特藩-玻尔兹曼常数,A为房间表面积。
五、论述题12. 论述在不同工况下,热传导、对流和辐射在热交换过程中的作用和影响。
答案:在不同的工况下,热传导、对流和辐射在热交换过程中的作用和影响各不相同。
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。
传热习题及答案

传热习题及答案传热习题及答案传热是物理学中一个重要的概念,它涉及到能量的传递和转化。
在日常生活中,我们经常会遇到与传热相关的问题,比如为什么夏天坐在石凳上会感觉凉爽,为什么冬天在火炉旁边会感到温暖等等。
下面,我们将介绍一些传热习题,并给出相应的答案。
1. 为什么夏天坐在石凳上会感觉凉爽?答案:这是因为石凳的热传导性能较好,它能够迅速地将人体散发的热量吸收,并传导到石凳的表面,然后再通过空气传递出去。
当我们坐在石凳上时,石凳会不断地吸收我们身体散发的热量,使我们感到凉爽。
2. 为什么冬天在火炉旁边会感到温暖?答案:这是因为火炉通过燃烧燃料产生的热量不断地辐射到周围的空气中,然后通过对流传递给我们周围的物体和空气。
当我们靠近火炉时,我们会感受到火炉散发出来的热量,从而感到温暖。
3. 为什么在冬天穿多层衣服可以保暖?答案:穿多层衣服可以有效地减缓热量的传递。
每一层衣服之间都存在着空气层,而空气是一个很好的绝缘体,能够阻止热量的传导。
当我们穿上多层衣服时,每一层衣服之间的空气层会阻止热量的流失,从而保持我们的身体温暖。
4. 为什么夏天穿棉质衣服会感到凉爽?答案:棉质衣服是一种透气性较好的材料,它能够帮助汗水蒸发,从而带走体表的热量。
当我们穿上棉质衣服时,它能够吸收我们身体散发的汗水,并通过蒸发将热量带走,使我们感到凉爽。
5. 为什么在冬天喝热水可以暖身?答案:喝热水可以通过消化系统将热量引入我们的身体,从而使我们感到温暖。
当我们喝下热水时,它会被我们的胃吸收,然后通过血液循环将热量传递到我们的全身,从而提高我们的体温。
通过以上习题,我们可以更好地理解传热的原理和应用。
传热是一个与我们日常生活息息相关的概念,它不仅帮助我们解答一些生活中的疑问,还有助于我们更好地利用能源,提高能源利用效率。
希望通过这些习题的学习,大家能够对传热有更深入的了解。
智慧树答案传热学知到课后答案章节测试2022年

绪论1.将保温瓶的双层玻璃中间抽成真空,其目的是什么?()答案:减少导热与热对流2.炉墙内壁的外到外壁的热传递过程()。
答案:导热3.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。
()答案:对第一章1.下列材料中导热系数最大的是 ( ) 。
答案:纯铜2.在稳态导热过程中,决定物体内温度分布的是()。
答案:导热系数3.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? ( ) 答案:69.9×10-6m2/s第二章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?( )答案:传热系数较小的一侧2.导热热阻的单位为()。
答案:m2.K/W3.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。
()答案:对4.稳态导热过程也可以有其他热量传递方式参与其中。
()答案:对第三章1.下列那个表示非稳态导热过程的无因次时间?()。
答案:Fo2.毕渥数也称为准则数。
()答案:对3.毕渥数和傅里叶数称为特征数,具有特定的物理意义。
()答案:对第四章1.下列那个表示非稳态导热过程的无因次时间?()。
答案:Fo2.导热问题数值解法是用于分析解法解决不了的问题的一种解法,具有绝对优势。
()答案:错3.在数值解法过程中,对物体的网格划分越密越好,对计算的要求低。
()答案:错4.求解导热问题必须使用数值解法。
()答案:错第五章1.牛顿冷却公式是解决对流换热问题的基础。
()答案:对2.解决对流换热问题的核心是解决对流换热系数问题。
()答案:对3.流体的物理性质对对流换热影响不大。
()答案:错4.对流换热的核心问题是解决温差Δt。
()答案:错第六章1.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()。
答案:细管内的h大2.单相流体管内强迫对流换热是工业上和日长生活中最常见的换热现象。
《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。
传热学第四版课后题答案第五章

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内,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,因此仅适用于边界层内,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:(5—4)(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。
4、式(5—4)表面,在边界上垂直壁面的热量传递完全依靠导热,那么在对流换热中,流体的流动起什么作用?答:固体表面所形成的边界层的厚度除了与流体的粘性有关外还与主流区的速度有关,流动速度越大,边界层越薄,因此导热的热阻也就越小,因此起到影响传热大小5、对流换热问题完整的数字描述应包括什么内容?既然对大多数实际对流传热问题尚无法求得其精确解,那么建立对流换热问题的数字描述有什么意义?答:对流换热问题完整的数字描述应包括:对流换热微分方程组及定解条件,定解条件包括,(1)初始条件(2)边界条件(速度、压力及温度)建立对流换热问题的数字描述目的在于找出影响对流换热中各物理量之间的相互制约关系,每一种关系都必须满足动量,能量和质量守恒关系,避免在研究遗漏某种物理因素。
基本概念与定性分析5-1 、对于流体外标平板的流动,试用数量级分析的方法,从动量方程引出边界层厚度的如下变化关系式:解:对于流体外标平板的流动,其动量方程为:根据数量级的关系,主流方的数量级为1,y方线的数量级为则有从上式可以看出等式左侧的数量级为1级,那么,等式右侧也是数量级为1级,为使等式是数量级为1,则必须是量级。
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。
传热学课后答案(完整版)

绪论思考题与习题(89P -)答案:1.冰雹落体后溶化所需热量主要是由以下途径得到: Q λ—— 与地面的导热量 f Q ——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。
(T T 〉外内)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。
(T T 〈外内)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.t R R A λλ=⇒ 1t R R A λλ==2218.331012m --=⨯11.q t λσ=∆ const λ=→直线 const λ≠ 而为λλ=(t )时→曲线 12、略13.解:1211t q h h σλ∆=++=18(10)45.9210.361870.61124--=++2W m111()f w q h t t =-⇒ 11137.541817.5787w f q t t h =-=-=℃ 222()w f q h t t =-⇒ 22237.54109.7124w f q t t h =+=-+=-℃ 45.92 2.83385.73q A W φ=⨯=⨯⨯= 14. 解:40.27.407104532t K R W A HL λσσλλ-====⨯⨯⨯30.24.4441045t R λσλ-===⨯2m K W • 3232851501030.44.44410t KW q m R λ--∆-==⨯=⨯ 3428515010182.37.40710t t KW R λφ--∆-==⨯=⨯ 15.()i w f q h t h t t =∆=-⇒i w f qt t h=+51108515573=+=℃0.05 2.551102006.7i Aq d lq W φππ===⨯⨯=16.解:12441.2 1.2()()100100w w t t q c ⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦44227350273203.96()()139.2100100W m ++⎡⎤=⨯-=⎢⎥⎣⎦12''441.21.2()()100100w w t t qc ⎡⎤=-⎢⎥⎢⎥⎣⎦442273200273203.96()()1690.3100100W m ++⎡⎤=⨯-=⎢⎥⎣⎦'21.2 1.2 1.21690.3139.21551.1Wq q q m ∆=-=-=17.已知:224A m =、215000()Wh m K =•、2285()Wh m K =•、145t =℃2500t =℃、'2285()Wk h m K ==•、1mm σ=、398λ=()W m K •求:k 、φ、∆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:12111k h h σλ=++=3183.5611101500039085-=⨯++2()W m k • 383.5624(50045)10912.5kA t KW φ-=∆=⨯⨯-⨯= 若k ≈2h'100k k k -∆=⨯%8583.561.7283.56-==% 因为:1211h h ,21h σλ 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。
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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。
挂上窗帘布后,辐射减弱,所以感觉暖和。
6.“热对流”和“对流换热”是否同一现象?试以实例说明。
对流换热是否为基本传热方式?答:热对流和对流换热不是同一现象。
流体与固体壁直接接触时的换热过程为对流换热,两种温度不同的流体相混合的换热过程为热对流,对流换热不是基本传热方式,因为其中既有热对流,亦有导热过程。
7.一般保温瓶胆为真空玻璃夹层,夹层内两侧镀银,为什么它能较长时间地保持热水的温度?并分析热水的热量是如何通过胆壁传到外界的?什么情况下保温性能会变得很差?答:镀银减弱了水与内壁的辐射换热,而真空夹层阻止了空气与壁之间的对流换热,两层玻璃之间只有辐射换热,外层的镀银则减弱了外壁与外界之间的辐射作用。
如果真空中渗入空气,则保温性能将变得很差。
热水对流换热内壁辐射外壁对流换热外界空气8.面积为12m 2的壁的总导热热阻与它单位面积上的份上热阻R λ之比为多少?答:R=R λ/129.利用式(0-1)分析,在什么条件下图0-2中平壁内的温度呈直线关系变化?什么条件下将呈曲线关系变化?答:当λ与温度无关时,平壁中的温度呈直线关系变化;当λ与温度有关时,平壁中的温度呈曲线变化。
10.一燃气加热炉,炉子内壁为耐火砖,外壁为普通红砖,两种砖之间有的填充保温材料,而有的则为空气夹层,试分析这两种情况下由炉内到炉外环境的散热过程?如果是空气夹层,空气层的厚度对炉壁的保温性能是否会有影响?答:中间为保温材料的过程:两壁与外界环境之间为对流和辐射换热,两壁与保温材料之间均为导热;如果是空气夹层,则夹层中为对流换热,空气层的厚度与保温性能无关,因为对流换热与厚度无关。
第一章导热理论基础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。
答:铜>铝>黄铜>碳钢;隔热保温材料导热系数最大值为0.12W/(m•K)膨胀珍珠岩散料:25℃60-300Kg/m30.021-0.062 W/(m•K)矿渣棉:30℃207 Kg/m3 0.058 W/(m•K)软泡沫塑料:30℃41-162 Kg/m3 0.043-0.056 W/(m•K)2.推导导热微分方程式的已知前提条件是什么?答:导热物体为各向同性材料。
第二章稳态导热1.为什么多层平壁中温度分布曲线不是一条连续的直线而是一条折线?答:因为不同材料的平壁导热系数不同。
2.导热系数为常数的无内热源的平壁稳态导热过程,若平壁两侧都给定第二类边界条件,问能否惟一地确定平壁中的温度分布?为什么?答:不能。
因为在导热系数为常数的无内热源的平壁稳态导热中tx∂∂为常数,q为定值,由tqxλ∂=-∂求解得qt x cλ=-+常数c无法确定,所以不能惟一地确定平壁中的温度分布。
3.导热系数为常数的无内热源的平壁稳态导热过程,试问(1)若平壁两侧给定第一类边界条件t w1和t w2,为什么这一导热过程的温度分布与平壁的材料无关?为什么?(2)相同的平壁厚度,不同的平壁材料,仍给定第一类边界条件,热流密度是否相同。
答:(1)因为在该导热过程中12w w t t dt c dx δ-==- (2)不相同。
因为t q x λ∂=-∂,t x∂∂为定值,而λ不同,则q 随之而变。
4.如果圆筒壁外表面温度较内表面温度高,这时壁内温度分布曲线的第三章 非稳态导热1.何谓正常情况阶段,这一阶段的特点是什么?答:正常情况阶段:物体内各处温度随时间的变化率具有一定的规律,该阶段为物体加热或冷却过程中温度分布变化的第二阶段。
2.何谓集总参数分析,应用这种方法的条件是什么?应怎样选择定型尺寸?答:当Bi<0.1时,可以近似地认为物体的温度是均匀的,这种忽略物体内部导热热阻,认为物体温度均匀一致的分析方法称为集总参数法。
给出任意形态的物体,由于它的导热系数很大,或者它的尺寸很小,或者它的表面与周围流体间的表面传热系数很小,因此物体的Bi 准则小于0.1,可以采用集总参数法。
3. 试举例说明温度波的衰减和延迟性质。
答:综合温度的振幅为37.1℃,屋顶外表面温度振幅为28.6℃,内表面温度振幅为4.9℃,振幅是逐层减小的,这种现象称为温度波的衰减。
不同地点,温度最大值出现的时间是不同的,综合温度最大值出现时间为中午12点,而屋顶外表面最大值出现时间为12点半,内表面最大值出现时间将近16点,这种最大值出现时间逐层推迟的现象叫做时间延迟。
4.用不锈钢作底板的家用电熨斗初始时处于室温t f 。
当开关接通后,电热器在底板内以q v W/m 3的强度发热。
不锈钢的热物性参数λ、ρ和c 均为已知,不锈钢的体积为V,暴露于空气中的表面面积为A,该表面与空气之间的表面传热系数为h ,试用集总参数法分析电熨斗底板温度变化T(τ).答:根据物体热平衡方程式得,()exp()v v cV Vq hA q V hA c hA cVθρθτθττρ∂=-∂=+ 又当τ=0时,θ(0)=0,v q V c hA =所以,()[1exp()]v q V hA hA cVθττρ=+- 第五章 对流换热分析1. 影响对流换热的因素有流体种类、速度、物理性质、表面温度、环境温度、形状、尺寸、位置、表面状况.....等等,试以你的感性认识举例说明这些因素的存在。
答:①日常生活中,蒸汽换热与水换热,其种类不同,物理性质也不同,则换热效果也明显不同。
②在晴朗无风的天气里与有风的天气里晒衣服,其流体速度不同,衣服晒干的时间也是不同的,说明换热效果有不同。
③一杯水放在空气装配能够与放在冰箱里,环境温度不同,其换热效果有是不同的。
④板式换热器与肋片式换热器形状不同,定性尺寸也不同,换热效果也不同。
⑤粗糙管与光滑管的换热效果也是不一样的。
⑥换热器放在窗下面与放在墙角换热效果是不一样的。
2.试设想用什么方法可以实现物体表面温度恒定、表面热流恒定的边界条件?答:加热水使其在沸腾状态,放一物体在沸腾水中,此状况下物体表面温度可认为是恒定的。
将一物体外层包裹一层绝热材料,再将物体连入一恒定电流的加热器中,则其物体可认为是表面热流恒定。
3.试就自然界和日常生活中的对流换热现象举例,说明哪些现象可以作为常壁温或者常热流边界条件来处理?哪些现象可以近似地按常壁温或常热流处理?答:在冰箱内层结了一层冰,与冰箱内物体换热,此时,冰箱内壁是常壁温的。
电炉加热可视为常热流。
水壶烧开水,可近似认为是恒热流的加热方式。
暖壶装满热水内壁可近似认为是常壁温的。
5. 沸腾水与常温水的温度有没有数量级差别?如果厚度相比是否可以认为是1与§之比?答:沸腾水与常温水的温度没有数量级差别。
如果流体外掠长度只有1mm 的平板,那么它的板长与边界厚度相比是可以认为是1与§之比。
6.对流换热过程微分方程式与导热过程的第三类边界条件表达式两者有什么不同之处? 答:对流换热过程微分方程式:,()xw x x t h ty ① 导热过程的第三类边界条件表达式为: h (t |s - t |f )=- ()s t n② ①式中为x 点贴壁处流体的温度梯度,k/m 。
由近壁面的温度场确定,为流体的导热系数,q x 为对流换热量,是随着x 的变化而变化的,而②中是确定的。
②式中的是传热体的导热系数,由传热材料决定。
7.流体外掠平板,在温度条件不变的情况下,主流速度增加时,它的局部和平均表面传热系数都增加,试从换热原理进行分解释。
答:主流速度增加时,速度边界层厚度减小,在温度条件不变时即使温度条件不变,热边界层厚度减小,增加了边界层内的温度梯度,从而局部和平均表面传热系数都增加。
8.在相同温度及速度条件下,不同Pr 流体外掠平板时的温度及速度边界层厚度、速度及温度梯度及平均表面传热系数等有何差异? 答:Pr 大的流体,温度边界层厚度小于速度边界层厚度,温度梯度速度大于速度梯度,则平均表面传热系数将较大。
第六章单相流体对流换热及准则关联式1.试定性分析下列问题:(1)夏季与冬季顶棚内壁的表面传热系数是否一样?(2)夏季与冬季房屋外墙外表面的表面传热系数是否相同?(3)普通热水或蒸汽散热器片型高或矮对其外壁的表面传热系数是否有影响?(4)从传热观点看,为什么散热器一般都放在窗户的下面?(5)相同流速或者相同的流量情况下,大管和小管(管内或管外)的表面传热系数会有什么变化?答:(1)夏季与冬季顶棚内壁的表面传热系数是不一样的。