传热学第五版课后习题答案(1)
传热学第五版课后习题答案(1)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w1t285C=︒ ，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wfhA t=h A(t t )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)。
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 t t t q gradt i j k xy z λλ⎛⎫∂∂∂=-=-++ ⎪∂∂∂⎝⎭r v vuvx tq xλ∂=-∂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x q <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图2-5(1)(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（tt =0yz∂∂=∂∂）、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 t0dx λ+= （a ）因为2t=a+bx ，所以dt2bx dx= （b ） 22d t2b dx = （c ）（1） 根据式（b ）和付立叶定律x dtq 2bx dxλλ=-=-x-0q 0=，无热流量2x=q 2b =-2(-2000)450.05=9000(w/m )δλδ=-⨯⨯⨯（2） 将二阶导数代入式（a ）23v 2d t q 2b 2(2000)45=180000w/mdx λλ=-=-=-⨯-⨯该导热体里存在内热源，其强度为431.810/m ⨯。
解：方法二因为2t=a+bx ，所以是一维稳态导热问题dt2bx dx= （c ） 根据付立叶定律x dtq 2bx dxλλ=-=- （1）x-0q 0=，无热流量2x=q 2b =-2(-2000)450.05=9000(w/m )δλδ=-⨯⨯⨯ （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，必须有一个内热源来平衡这部分热量来保证导热体的温度不随时间变化即实现稳态导热。
δ x绝热 放热内热源强度:()v area inv volume volume area 2b A q 2b V V A λδλδΦ--Φ===-=-⨯ 3v q 2(2000)45=180000w/m =-⨯-⨯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)1R λ2R λ3R λ•w1t w2t1R λ2R λ•w1t w2t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）,2320%R R R R R =λ1λ2λ1λλ+++) 121233121230.240.020.70.5820%0.240.020.70.580.06δδλλδδδδλλλ++==++++ 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=+=+13l 1tw tw q 52.31d 21d 3ln ln2d12d 2-=≤•+2πλπλtw 3=40℃时，保温层厚度最小，此时，1804052.310.11(0.12)ln ln20.08520.1δ-≤+•+⨯⨯π40π0.053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)g 。
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。
1891403-1LhU75L 0.0032m .m A 0.00L⨯+⨯==≈⨯⨯（）λ(1) 肋片内的温度分布[()]()ch m l x ch ml -=0θθ [18.9(0.025)](8030)(18.90.025)ch x ch ⨯-=-⨯温度分布为4496[0.472518.9)]ch x =⨯-θ.(2) 肋片的散热量L 0hU A th(ml)λΦ=θ075(L 0.003)2140L 0.003th(ml)Φ=⨯+⨯⨯⨯⨯θ 7521400.003L(8030)th(18.90.025)Φ⨯⨯⨯-⨯B396.9Lth(0.4725)ΦB从附录13得，th(ml)=th(0.4725)=0.44396.90.44=174.6L(W)Φ⨯B单位宽度的肋片散热量L q /L=174.6(W/m)=Φ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00hA t=h[2(L l)]7520.025(80-30)L Φ=∆⨯=⨯⨯⨯θ0187.5L W Φ=（）2、从教材图2-17上查肋片效率1/21/23/23/22h 275l 0.025=0.4988f 1400.0030.025λ⎛⎫⨯⎛⎫= ⎪⎪⨯⨯⎝⎭⎝⎭f =0.9η3、每片肋片的散热量0f 187.5L 0.9168.8L(W)ηΦ=Φ⨯=⨯= 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 1hU802(10.003)m 19.54m A14010.003λ-⨯+===⨯⨯ml 19.540.0160.3127==⨯= th(ml)=th(0.3127)0.3004====f th(ml )0.300496.1%ml 0.3127η （2）钢材料肋片1hU1252(10.003)m 45.91m A4010.003λ-⨯+===⨯⨯==⨯=ml 45.910.0160.7344 =th(ml)=th(0.734)0.6255===f th(ml )0.625585.2%ml 0.7344η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。
传热学-第五版-中建工-课后答案详解
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 Aλλ==2218.331012m --=⨯ 11．q t λσ=∆ const λ=→直线 const λ≠ 而为λλ=（t ）时→曲线12. i R α 1R λ 3R λ 0R α 1f t −−→ 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a α的大小。
） 13．已知：360mm σ=、0.61()Wm K λ=∙ 118f t =℃ 2187()Wh m K =∙210f t =-℃ 22124()Wh m K =∙ 墙高2.8m ，宽3m求：q 、1w t 、2w t 、φ 解：1211t q h h σλ∆=++＝18(10)45.92870.61124--=++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.已知：3H m =、0.2m σ=、2L m =、45λ=()W m K ∙ 1150w t =℃、2285w t =℃求：t R λ、R λ、q 、φ解：40.27.407104532t K R W A HL λσσλλ-====⨯⨯⨯30.2 4.4441045t R λσλ-===⨯2m K W ∙3232851501030.44.44410t KW q m R λ--∆-==⨯=⨯ 3428515010182.37.40710t t KW R λφ--∆-==⨯=⨯ 15．已知：50i d mm =、 2.5l m =、85f t =℃、273()Wh m K =∙、25110Wq m =求：i w t 、φ()i w f q h t h t t =∆=-⇒iw f qt t h =+51108515573=+=℃0.05 2.551102006.7i Aq d lq Wφππ===⨯⨯=16.已知:150w t =℃、220w t =℃、241.2 3.96()W c m K =∙、1'200w t =℃求： 1.2q 、'1.2q 、 1.2q ∆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=()Wm 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 kk-∆=⨯％8583.56 1.7283.56-==％ 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。
传热学第五版课后习题答案(1)11页
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。
传热学第五版课后习题答案
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)。
传热学第五版课后习题答案(1)
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
q
gradt
t x
i
t y
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 = 36.4 w m* k 。平壁两侧表面均给定为第三类边界条 件 ， 即 h1 = 60 w m2 * k ， t f1 = 25°C ； h2 = 300 w m2 * k ， t f2 = 215°C 。当平 壁中具有均 匀内热源 qv = 2×105W / m3 时， 试计算沿平壁厚度的稳态温度分布。（提示：取 Δx=0.06m）
A
40 1 0.003
ml 45.910.016 0.7344
th(ml)=th(0.734) 0.6255
11
f
th( ml ) 0.6255
ml
0.7344
85.2%
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 =0.815W/(mk), c=0.839kJ/(kg.k),
的 h=73(W/m².k)，热流密度 q=5110w/ m², 是确定管
壁温度及热流量 Ø。
解：热流量
qA=q( dl)=5110(3.14 0.05 2.5)
=2005.675(W)
又根据牛顿冷却公式
传热学第五版课后习题答案
传热学第五版课后习题答案传热学习题_建⼯版V0-14 ⼀⼤平板，⾼3m ，宽2m ，厚，导热系数为45W/, 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?。
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（%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 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=+ W/(m ·K)=+×20= W/(m ·K);矿渣棉: λ=+ W/(m ·K)=+×20= W/(m ·K);由附录7知聚⼄烯泡沫塑料在常温下, λ=~0. 038W/(m ·K)。
传热学(第五版)部分课后习题答案
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
ql =52.3 W/m。问保温材料层厚度应为多少？
qx
(1)
t x t x0
（a ）
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 q
x
<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
(2)
合热流量由高温传向低温的方向 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 q
单位宽度上的肋片散热量为
qL 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/(m²﹒K);（2）钢材料肋片，其导热系数为 40W/(m﹒K), 对流换 热系数 h=125W/(m²﹒K)。 解： （1）铝材料肋片
已知砖的导热系数07wmk灰泥的058wmk硬泡沫塑料的006wmk试求加贴硬泡沫塑料层的厚024002070582002400207058006加贴硬泡沫塑料的厚度为9056mm219一外径为100mm内径为85mm的蒸汽管道管材的导热系数为40wmk其内表面温度为180若采用0053wmk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523wm
x
传热学课后答案【第五版】
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。
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 Aλλ==2218.331012m --=⨯ 11．q t λσ=∆ c o n s t λ=→直线 c o n s t λ≠ 而为λλ=（t ）时→曲线12. i R α 1R λ 3R λ 0R α 1f t −−→ 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a α的大小。
） 13．已知：360mm σ=、0.61()Wm K λ=∙ 118f t =℃ 2187()Wh m K =∙210f t =-℃ 22124()Wh m K =∙ 墙高2.8m ，宽3m求：q 、1w t 、2w t 、φ 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.已知：3H m =、0.2m σ=、2L m =、45λ=()W m K ∙ 1150w t =℃、2285w t =℃求：t R λ、R λ、q 、φ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．已知：50i d mm =、 2.5l m =、85f t =℃、273()Wh m K =∙、25110Wq m =求：i w t 、φ()i w f q h t h t t =∆=-⇒iw f qt t h =+51108515573=+=℃0.05 2.551102006.7i Aq d lq Wφππ===⨯⨯=16.已知:150w t =℃、220w t =℃、241.2 3.96()W c m K =∙、1'200w t =℃求： 1.2q 、'1.2q 、 1.2q ∆ 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=()Wm 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 kk-∆=⨯％8583.56 1.7283.56-==％ 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。
传热学课后答案【第五版】【完整整合版】
绪论试探题与习题（89P -）答案：1． 冰雹落体后溶化所需热量主若是由以下途径取得：Q λ—— 与地面的导热量 f Q ——与空气的对流换热热量注：假设直接暴露于阳光下可考虑辐射换热，不然可忽略不计。
6．夏日：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取得热量，最终的总失热量减少。
（T T 〉外内）冬季：在与夏日相似的条件下，一方面人体通过对流换热失去部份热量，另一方面又与外界和内墙通过辐射换热失去部份热量，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 热对流为大体传热方式，对流换热为非大体传热方式 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 双侧均镀锌，其间的系统辐射系数降低，故能较长时刻地维持热水的温度。
当真空被破坏掉后，一、2双侧将存在对流换热，使其保温性能变得很差。
10．t R R A λλ= ⇒ 1t R R Aλλ==2218.331012m --=⨯ 11．q t λσ=∆ const λ=→直线 const λ≠ 而为λλ=（t ）时→曲线12. i R α 1R λ 3R λ 0R α 1f t −−→ q第一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，如此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阻碍，阻碍a α的大小。
） 13．已知：360mm σ=、0.61()Wm K λ=• 118f t =℃ 2187()Wh m K =•210f t =-℃ 22124()Wh m K =• 墙高，宽3m求：q 、1w t 、2w t 、φ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 tt =-⇒ 22237.54109.7124w f q t t h =+=-+=-℃ 45.92 2.83385.73q A W φ=⨯=⨯⨯=14.已知：3H m =、0.2m σ=、2L m =、45λ=()W m K • 1150w t =℃、2285w t =℃求：t R λ、R λ、q 、φ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．已知：50i d mm =、 2.5l m =、85f t =℃、273()Wh m K =•、25110Wq m =求：i w t 、φ()i w f q h t h t t =∆=-⇒iw f qt t h =+51108515573=+=℃0.05 2.551102006.7i Aq d lq Wφππ===⨯⨯=16.已知:150w t =℃、220w t =℃、241.2 3.96()W c m K =•、1'200w t =℃求： 1.2q 、'1.2q 、 1.2q ∆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=()Wm 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 kk-∆=⨯％8583.56 1.7283.56-==％ 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，现在前两个热阻均能够忽略不记。
传热学第五版完整版答案
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。
4.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5．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。
传热学第五版章熙民_答案第一二三章
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