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1、传热学习题_建工5版绪论0-14一大平板，高3，宽2，厚0.2，导热系数为45,两侧表面温度分别为及，试求热流密度及热流量。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，热流密度,是确定管壁温度及热流量。解：热流量根据牛顿冷却公式38管内壁温度为：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
2、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，λ碳钢＝36，λ铝＝237，λ黄铜＝109.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+0.000137tλ=0.0424+0.000137×20=0.04514;矿渣棉:λ=0.0674+0.000215
3、tλ=0.0674+0.000215×20=0.0717;聚乙烯泡沫塑料在常温下（附录7）38。可见：金属是良好的导热材料，而其它三种是好的保温材料。1-5厚度为0.1的无限大平壁，其材料的导热系数，在给定的直角坐标系中，分别画出如下两种情形下稳态导热时的温度分布，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);(2);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：（a）热流密度：（b）图2-5(1)所以：(1)时,1A）温度分布如图2-5(1)所示图2-5
4、(2)1B）根据式（a），，为正，38温度梯度指向x正方向。1C）根据式（b），，为负即热量密度指向x的反方向。(2)时,图2-5(2)2A）温度分布如图2-5(2)所示2B）根据式（a），，为负，温度梯度指向x轴的反方向。2C）根据式（b），，为正热量密度指向x的正方向。可见，热流密度的方向与温度梯度的方向总是相反。1-6一厚度为50的无限大平壁，其稳态温度分布为（ºC），式中,。若平板导热系数为45,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？方法
5、一解：由题意知这是一个一维（）、稳态（）、常物性导热问题。导热微分方程式可简化为：38（a）因为，所以（b）（c）（1）根据式（b）和付立叶定律，无热流量（2）将二阶导数代入式（a）dx绝热放热该导热体里存在内热源，其强度为。方法二解：因为，所以是一维稳态导热问题（c）根据付立叶定律（1），无热流量38（2）无限大平壁一维稳态导热，导热体仅在x=d处有热交换，由（1）的计算结果知导热体在单位时间内由导热获取的热量为(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
6、不随时间变化即实现稳态导热。内热源强度:第二章稳态导热2-9某教室的墙壁是一层厚度为240的砖层和一层厚度为20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＝0.7，灰泥的λ＝0.58，硬泡沫塑料的λ＝0.06，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:…………(1)加硬泡沫塑料后热流密度:38………(2)又由题意得,……(3)墙壁内外表面温差不变，将(1)、(2)代入（3）,加贴硬泡沫塑料的厚度为90.56.2-1738某热力管道
7、采用两种不同材料的组合保温层,两层的厚度相等,第二层的算术平均直径两倍等于第一层的算术平均直径,而第二层材料的导热系数为第一层材料导热系数的一半.如果把两层材料相互调换,其它情况都不变,每米长热力管道的热损失改变了多少?增加还是减少?解:依题意知即：设第一层材料A的导热系数为，第二层材料的导热系数则：1）A内B外，外面的保温材料性能好，每米长热力管道的热损失:2）B内A外，里面的保温材料性能好，每米长热力管道的热损失:3）显然两者的大小不同38即对于圆柱形管道来说，包同样厚度的保温层时，好的保温材料放在外面比放在里面
8、的好。本题这样包，每米长热力管道的热损失将变为调换前的87.2%.2-19一外径为100，内径为85的蒸汽管道，管材的导热系数为λ＝40，其内表面温度为180℃，若采用λ＝0.053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=52.3。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,管外径,,管保温
