传热学课后简答题
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。
传热学简答分析题
简答分析题1．牛顿冷却公式中的△t改用热力学温度△T是否可以？2．何谓定性温度，一般如何取法。
3．天花板上“结霜”，说明天花板的保温性能是好还是差。
4．同一物体内不同温度的等温线能够相交，对吗？为什么？5．何谓传热方程式，并写出公式中各符号的意义及单位。
6．在寒冷的北方地区，建房用砖采用实心砖还是多孔的空心砖好？为什么？7．毕渥数和努谢尔数有相同的表达式，二者有何区别？8．在圆筒壁敷设保温层后，有时反而会增加其散热损失，这是为什么？9．冬天，在同样的温度下，为什么有风时比无风时感到更冷？10．试用传热学理论解释热水瓶的保温原理。
11．比较铁、铜、空气、水及冰的导热系数的大小。
12．在空调的房间里，室内温度始终保持在20℃，但在夏季室内仅需穿件单衣，而在冬季却需要穿毛衣，这是什么原因？13．冬天，经过在白天太阳底下晒过的棉被，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。
14．有人将一碗热稀饭置于一盆凉水中进行冷却。
为使稀饭凉得更快些，你认为他应搅拌碗中的稀饭还是盆中的凉水？为什么？15．窗玻璃对红外线几乎不透明，但为什么隔着玻璃晒太阳使人感到暖和？16.一铁块放入高温炉中加热，从辐射的角度分析铁块的颜色变化过程17.我们看到的物体呈现某一颜色，解释这一现象。
18.北方深秋季节的清晨，树叶叶面上常常结霜。
试问树叶上、下二面哪一面易结箱?为什么?19.夏天人在同样温度（如：25度）的空气和水中的感觉不一样。
为什么？20.为什么水壶的提把要包上橡胶？22.某管道外经为2r，外壁温度为tw1，如外包两层厚度均为r（即δ2＝δ3＝r）、导热系数分别为λ2和λ3（λ2 / λ3=2）的保温材料，外层外表面温度为tw2。
如将两层保温材料的位置对调，其他条件不变，保温情况变化如何？由此能得出什么结论？23.强化对流换热措施24.表面传热系数和传热系数为啥不是物性参数？26.冬天，新建的居民刚住进时比住了很久的旧楼房感觉冷。
传热学简答分析题
一．简答分析题1．牛顿冷却公式中的△t改用热力学温度△T是否可以？2．何谓定性温度，一般如何取法。
3．天花板上“结霜”，说明天花板的保温性能是好还是差。
4．同一物体内不同温度的等温线能够相交，对吗？为什么？5．何谓传热方程式，并写出公式中各符号的意义及单位。
6．在寒冷的北方地区，建房用砖采用实心砖还是多孔的空心砖好？为什么？7．毕渥数和努谢尔数均可写成的形式，二者有何区别？8．在圆筒壁敷设保温层后，有时会增加其散热损失，这是为什么？9．冬天，在同样的温度下，为什么有风时比无风时感到更冷？10．试用传热学理论解释热水瓶的保温原理。
11．比较铁、铜、空气、水及冰的导热系数的大小。
12．在空调的房间里，室内温度始终保持在20℃，但在夏季室内仅需穿件单衣，而在冬季却需要穿毛衣，这是什么原因？13．冬天，经过在白天太阳底下晒过的棉被，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。
14．有人将一碗热稀饭置于一盆凉水中进行冷却。
为使稀饭凉得更快些，你认为他应搅拌碗中的稀饭还是盆中的凉水？为什么？15．窗玻璃对红外线几乎不透明，但为什么隔着玻璃晒太阳使人感到暖和？16.一铁块放入高温炉中加热，从辐射的角度分析铁块的颜色变化过程17.我们看到的常温物体呈现某一颜色，解释这一现象。
18.北方深秋季节的清晨，树叶叶面上常常结霜。
试问树叶上、下去面的哪一面结箱?为什么?19.夏天人在同样温度（如：25度）的空气和水中的感觉不一样。
为什么？20.为什么水壶的提把要包上橡胶？22.某管道外经为2r，外壁温度为tw1，如外包两层厚度均为r（即δ2＝δ3＝r）、导热系数分别为λ2和λ3（λ2 / λ3=2）的保温材料，外层外表面温度为tw2。
如将两层保温材料的位置对调，其他条件不变，保温情况变化如何？由此能得出什么结论？23.强化对流换热措施24.表面传热系数和传热系数为啥不是物性参数？26.冬天，新建的居民刚住进时比住了很久的旧楼房感觉冷。
传热简答题
1.大电流电线外所包的绝缘层是否不利于电线的散热？2.改变暖气的水流速度是否可以显著的增强换热？3.为什么海水的颜色总是蓝色的？4.沸腾换热的临界热流密度的含义是什么？答：在泡态沸腾阶段时，液体温度与壁面温度之差若进一步增大，汽泡在表面上生成、长大，随后引因浮力作用而离开表面。
沸腾的液体主体温度这时有一定的过热度，故汽泡通过液体层时还会继续被加热、膨胀，直到逸出液面，由于气泡的大量迅速生成和它的剧烈运动，换热强度剧增，热流密度随t的提高而急剧增大，直到达到热流密度的峰值，此时的热流密度称为临界热流密度。
当进一步增大时，热流密度又开始下降。
5. 为什么珠状凝结表面换热系数比膜状凝结表面换热系数大？答：膜状凝结换热时沿整个壁面形成一层液膜，并且在重力的作用下流动，凝结放出的汽化潜热必须通过液膜，因此，液膜厚度直接影响了热量传递。
珠状凝结换热时，凝结液体不能很好的浸润壁面，仅在壁面上形成许多小液珠，此时壁面的部分表面与蒸汽直接接触，因此，换热速率远大于膜状凝结换热6. 对管壳式换热器来说，两种工质在下列哪种情况下，何种工质走管内，何种工质走管外？(1)清洁的和不清洁的工质(2)腐蚀性大与小的工质(3)高温与低温的工质答：（1）不清洁流体应在管内，因为壳侧清洗比较困难，而管内可以拆开端盖进行清洗；（2）腐蚀性大的流体走管内，因为更换管束的代价比更换壳体要低，且如将腐蚀性大的流体走壳程，被腐蚀的不仅是壳体，还有管子外侧。
（3）温度低的流体置于壳侧，这样可以减小换热器的散热损失7.电影《泰坦尼克号》中男主人公杰克在海水中被冻死而女主人公罗斯却因躺在筏上而活了下来。
试从传热学角度解释这一现象。
答：杰克在海水里其身体与海水间由于自然对流交换热量，而罗斯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热量的速度比罗斯快的多，因而杰克被冻死罗斯幸免于难8.窗玻璃对红外线几乎不透明，但为什么隔着玻璃晒太阳却使人感到暖和？回答：窗玻璃对红外线不透明，但对可见光却是透明的，因而隔着玻璃晒太阳，太阳光可以穿过玻璃进入室内，而室内物体发出的红外线却被阻隔在窗内，因而房间内温度越来越高，因而感到暖和9.在太阳系中地球和火星距太阳的距离相差不大，但为什么火星表面温度昼夜变化却比地球要大得多？回答：由于火星附近没有大气层，因而在白天，太阳辐射时火星表现温度很高，而在夜间，没有大气层的火星与温度接近于绝对零度的太空进行辐射换热，因而表面温度很低。
传热学简答题
传热学简答题1、分别写出N u 、R e 、P r 、B i 数的表达式，并说明其物理意义。
答：（1）努塞尔数，λl h Nu =，它表示表面上无量纲温度梯度的大小。
（2）雷诺数，νl u ∞=Re ，它表示惯性力和粘性力的相对大小。
（3）普朗特数，a ν=Pr ，它表示动量扩散厚度和能量扩散厚度的相对大小。
（4）毕渥数，λlh B i =，它表示导热体内部热阻与外部热阻的相对大小。
(它表示无量纲热阻)2、试分析气、液、固三种状态物体导热机理？答：固体：①导电固体：自由电子的移动②非导电固体：晶格的震动气体：气体分子的不规则运动及碰撞液体：说法不一（类固体或类气体）3、热扩散系数（导温系数）是表征什么的物理量？导温系数与导热系数的区别是什么？ 答：热扩散率ca ρλ=，与导热系数一样都是物性参数，它是表征物体传递温度的能力大小，亦称为导温系数，热扩散率取决于导热系数λ和c ρ的综合影响；而导热系数是反映物体的导热能力大小的物性参数。
一般情况下，稳态导热的温度分布取决于物体的导热系数，但非稳态导热的温度分布不仅取决于物体的导热系数，还取决于物体的导温系数。
4、非稳态导热的集总参数法的适用条件是什么？满足集总参数法的物体，其内部温度分布有何特点？答：集总参数法的适用条件是B i<0.1，应用于物体的导热系数相当大，或者几何尺寸很小，或表面传热系数极低；其特点是当物体内部导热热阻远小于外部对流换热热阻时，物体内部在同一时刻均处于同一温度，物体内部的温度仅是时间的函数，而与位置无关。
（集总参数法的适用条件是对于平板B i<0.1，对于圆柱B i<0.05，对于球B i<0.033。
）5、黑体、白体、灰体的含义？答：黑体：我们把吸收率等于1的物体白体：我们把穿透率等于1的物体灰体：是指物体单色辐射力与同温度黑体单色辐射力随波长的变化曲线相似，或它的单色发射率不随波长变化的物体；或单色吸收比与波长无关的物体，即单色吸收比为常数的物体。
传热学简答题中英文版
1.对流换热表面传热系数的定义，与什么有关。
牛顿冷却公式----------- 对流换热包括热对流和热传导，它与流动状态是层流还是紊流，流体性质，流动性质（自然对流还是强制对流），表面材料形状，面积大小和性质等有关，还与换热是否相变有关。
Newton's cooling equation ----------- include convection heat convection and heat conduction, and its flow is laminar or turbulent state of fluid properties, flow properties (natural convection or forced convection), the surface shape of the material , size and nature, but also on whether the phase change heat related.2.角系数一个表面投射到另一个表面的能量占总投射能的份额。
性质：可换性，完整性，可加性。
纯几何因子条件：物体表面是漫反射表面且等强辐射，定向辐射强度与方向无关。
Onto the surface to a surface energy of another share of the total energy of the projection.Nature: interchangeable, integrity, additive.Pure geometric factor conditions: the surface is diffuse surface and other strong radiation, the radiation intensity and direction of orientation-independent.3.边界层中温度变化率的绝对值何处最大，对于一定换热温差的同一流体，为何能用温度梯度的绝对值大小来判断表面传热系数的大小。
传热学简答题
传热学简答题1．试述三种热量传递基本方式的差别，并各举1～2个实际例子说明。
（提示：从三种热量传递基本方式的定义及特点来区分这三种热传递方式）2．请说明在传热设备中，水垢、灰垢的存在对传热过程会产生什么影响?如何防止?（提示：从传热过程各个环节的热阻的角度，分析水垢、灰垢对换热设备传热能力与壁面的影响情况）3. 试比较导热系数、对流传热系数和总传热系数的差别，它们各自的单位是什么?（提示：写出三个系数的定义并比较，单位分别为W/(m ·K)，W/(m 2·K)，W/(m 2·K)）4．在分析传热过程时引入热阻的概念有何好处?引入热路欧姆定律有何意义?（提示：分析热阻与温压的关系，热路图在传热过程分析中的作用。
）5．结合你的工作实践，举一个传热过程的实例，分析它是由哪些基本热量传递方式组成的。
（提示：学会分析实际传热问题，如水冷式内燃机等）6．在空调房间内，夏季与冬季室内温度都保持在22℃左右，夏季人们可以穿短袖衬衣，而冬季则要穿毛线衣。
试用传热学知识解释这一现象。
（提示：从分析不同季节时墙体的传热过程和壁温，以及人体与墙表面的热交换过程来解释这一现象（主要是人体与墙面的辐射传热的不同））1． 试解释材料的导热系数与导温系数之间有什么区别和联系。
（提示：从两者的概念、物理意义、表达式方面加以阐述，如从表达式看，导温系数与导热系数成正比关系(a=λ/c ρ)，但导温系数不但与材料的导热系数有关，还与材料的热容量(或储热能力)也有关；从物理意义看，导热系数表征材料导热能力的强弱，导温系数表征材料传播温度变化的能力的大小，两者都是物性参数。
）2． 试用所学的传热学知识说明用温度计套管测量流体温度时如何提高测温精度。
（提示：温度计套管可以看作是一根吸热的管状肋(等截面直肋)，利用等截面直肋计算肋端温度t h 的结果，可得采用温度计套管后造成的测量误差Δt 为Δt=t f -t h =)(0mH ch t t f -，其中H h H A hP mH λδλ==，欲使测量误差Δt 下降，可以采用以下几种措施：(1)降低壁面与流体的温差(t f -t 0)，也就是想办法使肋基温度t 0接近t f ，可以通过对流体通道的外表面采取保温措施来实现。
传热学重要名词解释和简答题
辐射力： 单位时间内，物体的每单位面积向半球空间所发射全波长的总能量。 单色辐射力： 单位时间内，物体的每单位面积，在波长 附近的单位波长间隔内，向半
球空间发射的能量。
定向辐射力： 单位时间内，物体的每单位面积，向半球空间的某给定辐射方向上，在单
位立体角内所发射全波长的能量。
料。
温度场： 指某一时刻空间所有各点温度的总称。 热扩散率： a=
c
表示物体被加热或冷却时，物体内各部分温度趋向均匀一致的能力。
临界热绝缘直径 d c ：对应于总热阻 R l 为极小值的保温层外径称为临界热绝缘直径。 集中参数法： 当 B i 0.1 时，可以近似的认为物体的温度是均匀的，这种忽略物体内部
传热过程： 热量从壁一侧的高温流体通过壁传给另一侧的低温流体的过程。 导热系数： 物体中单位温度降单位时间通过单位面积的导热量。
热对流： 只依靠流体的宏观运动传递热量的现象称为热对流。 表面传热系数： 单位面积上，流体与壁面之间在单位温差下及单位时间内所能传递的能
量。
保温材料： 国家标准规定，凡平均温度不高于 350 度导热系数不大于 0.12w/（m.k）的材
与管内任意点的温度t组成的无量纲温度好象温度会从物体的一部分逐渐向另一部分转播一样非稳态导热过程中导热体自身参与吸热或放热即导热体有储热现象所以即使对通过平壁的非稳态导热来说在与热流方向相垂直的不同截面上的热流量也是处处不等的而在一维稳态导热中通过各层的热流量是相等的
1. 导热基本定律 : 当导热体中进行纯导热时 , 通过导热面的热流密度 , 其值与该处温 度梯度的绝对值成正比 , 而方向与温度梯度相反。 2. 非稳态导热: 发生在非稳态温度场内的导热过程称为非稳态导热。 或： 物体中的温度分 布随时间而变化的导热称为非稳态导热。 3. 凝结换热 : 蒸汽同低于其饱和温度的冷壁面接触时 , 蒸汽就会在壁面上发生凝结过程 成为流液体。 4. 黑度 : 物体的辐射力与同温度下黑体辐射力之比。 5. 有效辐射: 单位时间内离开单位表面积的总辐射能。 6 ．稳态导热 : 发生在稳态温度场内的导热过程称为稳态导热。 7．稳态温度场 : 温度场内各点的温度不随时间变化。（或温度场不随时间变化。） 8 ．热对流:依靠流体各部分之间的宏观运行，把热量由一处带到另一处的热传递现象。 对流换热：流体与固体壁直接接触时所发生的热传递过程. 既 与假定整个肋片表面处在肋基温度 t o 时的理想散热量 o 的比值。
传热学--简答题
传热学--简答题《传热学》简答题导热部分1.热对流和对流换热是否为同一类传热现象，为什么？答：热对流和对流换热不是同一类传热现象。
热对流是指由于流体的宏观运动使不同温度的流体相对位移而产生的热量传递现象，是基本传热方式；对流换热是指流体与相互接触的固体表面之间的热量传递现象，是导热和热对流两种基本传热方式共同作用的结果。
2.热传导和对流换热是否为同一类传热现象，为什么？答：热传导和对流换热不是同一类传热现象。
热传导是指物体各部分无相对位移或不同物体直接接触时，依靠微观粒子热运动而进行的热量传递现象，是基本传热方式；对流换热是指流体与相互接触的固体表面之间的热量传递现象，是导热和热对流两种基本传热方式共同作用的结果。
3.一个稳态导热问题的完整数学描写应包括哪些部分，为什么？答：一个具体给定的稳态导热问题，其完整的数学描写应包括：导热微分方程式和其单值性条件两部分。
导热微分方程式建立起温度场的通用微分方程，其单值性条件一般包括几何条件、物理条件和边界条件等。
4.某非稳态导热问题的完整数学描写应包括哪些内容，为什么？答：一个具体给定的非稳态导热问题，其完整的数学描写应包括：导热微分方程式和其单值性条件两部分。
导热微分方程式建立起温度场的通用微分方程，其单值性条件一般包括几何条件、物理条件、时间条件和边界条件等。
5.导热微分方程式d2t/d2x=0的推导理论依据和已知条件是什么？答：导热微分方程式d2t/d2x=0的推导理论依据傅立叶定律和热力学第一定律，把物体内各点的温度联系起来，建立起温度场的通用微分方程；其推导的已知条件是：常物性、均匀连续、各向同性介质的没有内热源一维稳态导热。
6.推导导热微分方程式d2t/d2x+q v/λ=0的理论依据和已知条件是什么？答：导热微分方程式d2t/d2x=0的推导理论依据傅立叶定律和热力学第一定律，把物体内各点的温度联系起来，建立起温度场的通用微分方程；其推导的已知条件是：常物性、均匀连续、各向同性介质的有内热源一维稳态导热。
传热课后问答题答案
传热课后问答题答案绪论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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一章 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。 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。 dt dt q — — 答：① 傅立叶定律： dx，其中，q —热流密度； —导热系数；dx —沿x方 向的温度变化率，“一”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 h(tw tf)，其中，q —热流密度；h —表面传热系数；tw —固体表面温度；tf —流体的温度。 面就可以感觉到热，而B杯的外表面则感觉不到温度的变化， 试问哪个保温杯的质量较好？ 思考题 1.
2.
3. 4. 5. 6. 7.
8.
T 4 ③斯忒藩-玻耳兹曼定律：q T，其中，q -热流密度； -斯忒藩-玻耳
兹曼常数；T -辐射物体的热力学温度。 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/(m2K):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。
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。 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。 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。 用一只手握住盛有热水的杯子，另一只手用筷子快速搅拌热水，握杯子的手会显著地感 到热。试分析其原因。 答：当没有搅拌时，杯内的水的流速几乎为零，杯内的水和杯壁之间为自然对流换热， 自热对流换热的表面传热系数小， 当快速搅拌时，杯内的水和杯壁之间为强制对流换热， 表面传热系数大，热水有更多的热量被传递到杯壁的外侧，因此会显著地感觉到热。 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。 有两个外形相同的保温杯 A与B，注入同样温度、同样体积的热水后不久， A杯的外表 答：B:杯子的保温质量好。因为保温好的杯子热量从杯子内部传出的热量少，经外部 散热以后，温度变化很小，因此几乎感觉不到热。 第二章 思考题 1试写出导热傅里叶定律的一般形式，并说明其中各个符号的意义。
—Xn ,其中：gradt为空间某点的温
度梯度；n是通过该点的等温线上的法向单位矢量，指向温度升高的方向； q为该处的热流 密度矢量。
2已知导热物体中某点在 x,y,z三个方向上的热流密度分别为 qx，qy及qz，如何获得该点的 热密度矢量？ 答：q qx i qy j qz k，其中i，j，k分别为三个方向的单位矢量量。 3试说明得出导热微分方程所依据的基本定律。 答：导热微分方程式所依据的基本定律有：傅立叶定律和能量守恒定律。 4试分别用数学语言将传热学术语说明导热问题三种类型的边界条件。
5试说明串联热阻叠加原则的内容及其使用条件。 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。使用条件是对于各个传热环节的传热面积必须相等。 7. 通过圆筒壁的导热量仅与内、外半径之比有关而与半径的绝对值无关，而通过球壳的导热 量计算式却与半径的绝对值有关，怎样理解？ 答:因为通过圆筒壁的导热热阻仅和圆筒壁的内外半径比值有关， 阻却和球壳的绝对直径有关，所以绝对半径不同时，导热量不一样。 6发生在一个短圆柱中的导热问题，在下列哪些情形下可以按一维问题来处理？ 答：当采用圆柱坐标系，沿半径方向的导热就可以按一维问题来处理。 8扩展表面中的导热问题可以按一维问题来处理的条件是什么？有人认为， 长，就可按一维问题来处理，你同意这种观点吗？ 答：只要满足等截面的直肋，就可按一维问题来处理。不同意，因为当扩展表面的截面不均 时，不同截面上的热流密度不均匀，不可看作一维问题。 9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，肋片导热热数流量反而会下降。 试分析这 一观点的正确性。 答：错误，因为当肋片高度达到一定值时，通过该处截面的热流密度为零。 已达到最大值，不会因为高度的增加而发生变化。 10在式（2-57）所给出的分析解中，不出现导热物体的导热系数，请你提供理论依据。 答：由于式（2-57）所描述的问题为稳态导热，且物体的导热系数沿 x方向和y方向的数值 相等并为常数。
11有人对二维矩形物体中的稳态无内热源常物性的导热问题进行了数值计算。矩形的一个 边绝热，其余三个边均与温度为tf的流体发生对流换热。你能预测他所得的温度场的解吗？
q = — gradt 答：傅立叶定律的一般形式为：
答:① 第一类边界条件： 0时， tw f1
（）
② 第二类边界条件： 0时
（
-
-）
w
x
③ 第三类边界条件： （二）W
h（tw tf
）
f2（）
而通过球壳的导热热 只要扩展表面细
通过肋片的热流 答：能，因为在一边绝热其余三边为相同边界条件时, 热边的中心线对称分布。 矩形物体内部的温度分布应为关于绝
思考题 第三章 1.试说明集总参数法的物理概念及数学处理的特点 答：当内外热阻之比趋于零时，影响换热的主要环节是在边界上的换热能力。 于热阻很小而温度趋于均匀，以至于不需要关心温度在空间的分布，温度只是时间的函数, 而内部由
数学描述上由偏微分方程转化为常微分方程、大大降低了求解难度。 2.在用热电偶测定气流的非稳态温度场时 ，怎么才能改善热电偶的温度响应特性
答：要改善热电偶的温度响应特性，即最大限度降低热电偶的时间常数 cv hA，形状
上要降低体面比，要选择热容小的材料，要强化热电偶表面的对流换热。 3.试说明”无限大平板”物理概念，并举出一二个可以按无限大平板处理的非稳态导热问题 答；所谓“无限大”平板，是指其长宽尺度远大于其厚度，从边缘交换的热量可以忽略 不计，当平板两侧换热均匀时，热量只垂直于板面方向流动。如薄板两侧均匀加热或冷却、 炉墙或冷库的保温层导热等情况可以按无限大平板处理。 4.什么叫非稳态导热的正规状态或充分发展阶段 ？这一阶段在物理过程及数学处理上都有 些什么特点？ 答：非稳态导热过程进行到一定程度 ，初始温度分布的影响就会消失，虽然各点温度仍 随时间变化，但过余温度的比值已与时间无关，只是几何位置 （X/ ）和边界条件（Bi数） 的函数，亦即无量纲温度分布不变，这一阶段称为正规状况阶段或充分发展阶段。 这一阶段 的数学处理十分便利，温度分布计算只需取无穷级数的首项进行计算。 5.有人认为，当非稳态导热过程经历时间很长时，采用图3-7记算所得的结果是错误的.理由 是：这个图表明，物体中各点的过余温度的比值与几何位置及 Bi有关,而与时间无关.但 当时间趋于无限大时，物体中各点的温度应趋近流体温度 ，所以两者是有矛盾的。你是否 同意这种看法，说明你的理由。 答：我不同意这种看法，因为随着时间的推移，虽然物体中各点过余温度的比值不变 但各点温度的绝对值在无限接近。这与物体中各点温度趋近流体温度的事实并不矛盾。
6.试说明 Bi数的物理意义。 Bi 0及Bi 各代表什么样的换热条件 ？有人认为，
Bi 代表了绝热工况，你是否赞同这一观点 ,为什么？
答；Bi 数是物体内外热阻之比的相对值。 Bi 0时说明传热热阻主要在边界，内部温 以近似认为壁温就是流体温度。认为 Bi 0代表绝热工况是不正确的，该工况是指边界热 阻相对于内部热阻较大，而绝热工况下边界热阻无限大。 7.什么是分非稳态导热问题的乘积解法 ，他的使用条件是什么？ 答；对于二维或三维非稳态导热问题的解等于对应几个一维问题解的乘积，其解的形式 是无量纲过余温度，这就是非稳态导热问题的乘积解法， 其使用条件是恒温介质，第三类边 界条件或边界温度为定值、初始温度为常数的情况。
8. 什么是”半无限大”的物体？半无限大物体的非稳态导热存在正规阶段吗 答：所谓“半大限大” 物体是指平面一侧空间无限延伸的物体: 伸，初脸温度的影响永远不会消除，所以半死限大物体的非稳念导热不存在正规状况阶段。
9. 冬天，72C的铁与600C的木材摸上去的感觉一样吗，为什么?
非稳态导热的温度场？
说明导温系数所代表的物理含义。
第四章 复习题 试简要说明对导热问题进行有限差分数值计算的基本思想与步骤。 试说明用热平衡法建立节点温度离散方程的基本思想。 推导导热微分方程的步骤和过程与用热平衡法建立节点温度离散方程的过程十分相似， 为什么前者得到的是精确描述，而后者解出的确实近似解。 第三类边界条件边界节点的离散那方程， 也可用将第三类边界条件表达式中的一阶导数 用差分公式表示来建立。 试比较这样建立起来的离散方程与用热平衡建立起来的离散方 程的异同与优劣。 5. 对绝热边界条件的数值处理本章采用了哪些方法？试分析比较之. 6. 什么是非稳态导热问题的显示格式？什么是显示格式计算中的稳定性问题？ 7. 用高斯-塞德尔迭代法求解代数方程时是否一定可以得到收敛德解？不能得出收敛的解 时是否因为初场的假设不合适而造成？