传热学习题答案.doc

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1、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/m3　0.021-0.062W/（m••K）矿渣棉：　　　　30℃　　207Kg/m3　　　　　　0.058W/（m••K）软泡沫塑料：　　30℃　　41-162Kg/m3　　　0.043-

2、0.056W/（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。3．(1),q=-2×105(w/m2).(2),q=2×105(w/m2).4.(1)w/m2(2)w/m35.已知物体的热物性参数是λ、ρ和c，无内热源，试推导圆柱坐标系的导热微分方程式。答：6.已知物体的热物性参数是λ、ρ和c，无内热源，试推导球坐标系的导热微分方程式。答：7.一半径为Ｒ的实心球，初始温度均匀并等于t0，突然将其放入一温度恒定并等于tf的液体槽内冷却。已知球的热物性参数是λ、ρ和

3、c，球壁表面的表面传热系数为h，试写出描写球体冷却过程的完整数学描述。答：8.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ε，导热系数为λ，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。答：x=0,t+273=T0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

4、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为常数，q为定值，由求解得常数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tw1和tw2，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（2）不相同。因为

5、，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情形如何？答：圆筒壁内的温度分布曲线为5.参看图2-19，已知球壁导热系数λ为常数，内外表面分别保持tw1和tw2，度推导空心球壁导热量计算公式和球壁的导热热阻。答：球体的　　　　　　　当r=r1时，t=tw1当r=r2时，t=tw2对上式进行求解得　　所以球体的温度分布为球体的导热量计算公式为Q=Aq=4r2q,且空心球壁的导热量为，导热热阻为6.同上题，若已知边界条件改为第三类边界条件，即已知tf1

6、,h1和tf2,h2试推导通过空心球壁传热量的计算公式和球壁的传热热阻。答：传热热阻为7．答：通过砖墙总散热：=672（W）8．答：内表面温度tw1=1.5℃9．答：加贴泡沫层厚度=0.091(m)=91(mm)10.答：保温层厚度（m）=147(mm)11.答：红砖层厚度应改为500（mm）12.答：该双层玻璃窗的热损失41.66（W）单层玻璃;其它条件不变时热损失2682.68（W）13．答：第一层占总热阻比：22.2%第二层占总热阻比：51.9%第三层占总热阻比：25.9%14．答：表面传热

7、系数K=30.23W/（m2·K）热流通量q=5687.2W/m215.方案（1）K=29.96W/（m2·K）方案（2）K=29.99W/（m2·K）方案（3）K=37.4W/（m2·K）16．答：取修正系数单位面积导热阻：0.204（m2·K）/W17．答:(1)单位长度管壁中：第一层材料导热阻：第二层材料导热阻：第三层材料导热阻：(2)每米蒸汽管热损失q1=314.0(W/m)(3)tw2=299.95℃tw3=137.61℃18.解：调换后是调换前的79%19．电流是6.935（A）20．

8、解：保温层材料厚度71.5mm21．解：取保温材料外表面温度为室温25℃时，蒸发量m=1.85kg/h22.解：有，23．根据现有知识，试对肋壁可以使传热增强的道理作一初步分析。答：肋壁加大了表面积，降低了对流换热的热阻，直到了增强传热的作用。24.一直径为d，长度为l的细长圆杆，两端分别与温度为t1和t2的表面紧密接触，杆的侧面与周围流体间有对流换热，已知流体的温度为tf，而tf