传热学补充题

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1、绪论1．设有一大平壁，面积为A，它的一侧为温度为的热流体，另一侧为温度为的冷流体；两侧对流换热表面传热系数分别为；壁面温度分别为；壁的材料的导热系数为λ，厚度为δ，传热过程处于稳态。写出单位面积上的传热量的计算式（不考虑辐射换热）。第一章~第四章导热部分1．厚度为δ的大平壁，无内热源，λ为常数，平壁两侧表面分别维持均匀稳定的温度和。写出这一稳态导热过程的完整数学描写。2．上题，若λ与温度有关，其余不变，写出这一稳态导热过程的完整数学描写。3．1题，若壁两侧壁面均给出第三类边界条件，即已知：X=0处，流体的温度为，对流换热表面传热系数为

2、；X=δ处，流体的温度为，对流换热表面传热系数为，且>。写出这一稳态导热过程的完整数学描写。4．对第1题求解，得出温度的关系式，并进一步写出导热量q的关系式。5．厚为δ的无限大平壁，无内热源，稳态导热时，壁内温度分布情况如图所示。说明①②③三种情况下，材料导热系数中，b何时为正、为负、为零？6．用一平底壶烧开水，壶底与水接触面的温度为111ºC，通过壶底的热流密度为42400，如在壶底结一层水垢厚3mm，，此时水垢层与水接触面上的温度和通过的热流密度均不变，计算：(1)水垢层与壶底接触面上的温度；(2)单位面积上的导热热阻。7．人对冷

3、热的感觉以皮肤表面的热损失作为衡量依据。设人体脂肪层的厚度为3mm，其内表面温度为36ºC且保持不变，冬季的某一天，气温为–15ºC，无风条件下，裸露的皮肤外表面与空气的表面传热系数为25，某一风速时，表面传热系数为65，人体脂肪层的导热系数为0.2，确定：(1)要使无风天的感觉与某一风速、气温–15ºC时感觉一样，则无风天气温是多少？(2)在同样是–15ºC的气温时，无风天和某一风速时的刮风天，人皮肤单位面积上的热损失之比是多少？（按大平壁处理）。61．野外工作者常用纸制容器烧水，设厚为0.2mm的纸的，水侧沸腾换热，容器用1100

4、ºC的火焰加热，火焰与纸面的，若纸的耐火温度为200ºC，证明：该纸制容器能耐火。2．导热系数λ均为常数的三种不同材料组成的多层大平壁，壁内稳态温度分布如图。(1)说明热流密度间的相对大小；(2)说明导热系数间的相对大小。3．用实验测定某平板材料的导热系数，已知试件的厚度是2.5cm，表面积是0.1,当实验达稳定时，测得通过试件的热量是1kw，两表面温度分别为40ºC和90ºC，中心平面温度是56ºC，写出该材料的导热系数随温度变化的函数式。4．厚度为10cm的大平壁，通过电流时，发热率为（内热源强度），平壁的一个表面绝热，另一表面暴

5、露于25ºC的空气中。若空气与壁面之间的表面传热系数为50，壁的导热系数为3，确定壁中的最高温度。5．大平壁与圆筒壁材料相同，厚度相同，在两侧表面温度相同条件下，圆筒内表面积等于大平壁表面积，问：哪种情况下导热的热流量大？（无内热源，λ为常数）。6．焊接工人利用直径为3mm，长为0.4m，导热系数为40的焊条进行焊接，焊缝表面温度为800ºC，焊条周围空气温度为25ºC，表面传热系数为4，假定人手能承受的温度为60ºC，问人手至少应握何处？7．如图所示几何形状，假定图中阴影部分所示的导热体没有内热源，物性为常数，且过程处于稳态，中心圆

6、管内部表面温度保持不变，而方形边界处于绝热。分析：导热体分别用不锈钢和铜作为材料时，温度分布是否一样？8．如图所示轴对称图形，为一维稳态导热，侧面绝热，两端面分别保持定温，设此物体无内热源，常物性，分析它在x方向的温度分布是附图哪种形状？9．在某厂生产的测温元件说明书上，标明该元件的时间常数为1s。从传热学角度，你认为此值可信吗？61．两块厚度为30mm的无限大平板，初始温度为20ºC，分别用铜和钢制成。平板突然放入60ºC流体中，且两侧表面温度突然上升到60ºC，计算使两板中心温度均上升到56ºC时，两板所需时间之比。钢和铜的热扩散

7、率分别为。2．某同学拟用集总参数法分析求解一维大平板的非稳态导热问题，为此他算出了Fo和Bi数，结果发现Bi数不满足集总参数法的条件。于是他改用Fo和Bi数查线算图（诺谟图）算出了答案。你认为他的结果对吗？为什么？3．将初始温度为20ºC的热电偶突然放入250ºC的气流中，测得热电偶的温度上升为80ºC的时间为10秒钟，求热电偶的温度上升到180ºC需多长时间？4．一个直径7.5cm的桔子暴露在温度较低的环境中，假设桔子的物性与20ºC的水相似，且平均表面传热系数，确定采用集总参数法预测桔子冷却过程中瞬态温度的可行性。5．钢球，计算：

8、钢球冷却到300ºC所需时间。6．铜和混凝土在温度为22ºC的房间中已放置很久，用手分别接触这两种材料，问哪块材料使人感觉更凉？设人手温度为37ºC。7．无内热源，常物性二维导热物体在某一瞬时的温度分布为，说明该导热体在