传热学第五版第1-4章习题解答

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1、《传热学》（第五版）第0章-第3章习题解答第0章绪论0-4、解答题略。0-6答:对流换热和对流不是同一现象.热对流是指:若流体有宏观运动，且内部存在温差，则由于流体各部分之间发生相对位移，冷热流体相互掺混而产生的热量传递现象，简称对流.如热空气往上升时,把热量传给上部空间的冷空气的流动属于对流.对流换热是指流体在与它温度不同的壁面上流动时，二者之间（流体与壁面之间）产生的热量交换现象。它是导热与热对流同时存在的复杂热传递过程。如暖气片周围的空气受热后,沿着教室墙壁的流动;热水在热力管道内的流动等属于对流换热.0-6答:

2、首先,冬季和夏季的最大区别在于室外温度的不同.夏季室外温度比室内温度高,因此通过墙壁的热量传递是由室外传向室内.而冬季室外气温比较比室内低,通过墙壁的热量传递是由室内传向室外.因此冬季和夏季墙壁内表面的温度不同,夏季高而冬季低.因此人体在冬季通过辐射而与墙壁的散热比夏季高很多.人对冷暖感觉的衡量指标是散热量的大小而不是温度的高低,即当人体散热量少时感到热,人体散热量多时感到冷.拉上窗帘后顿觉暖和,是因为窗帘起到了保温层的作用,减少了通过窗户向外散失的热量,故顿觉暖和!0-9答:真空玻璃夹层:阻止热传导和对流换热;夹层内

3、镀银:反射辐射热;热量如何通过瓶胆传到外界:略瓶胆的玻璃尖嘴打破变得很差,因为空气进入夹层后,会由于空气与瓶胆壁面之间的对流换热而引起热量散失.0-13：解：(m2·K)/WW/(m2·K)W/m2∵∴℃又∵∴℃12=385.73W0-14：解：K/W(面积为A2的平板表面上的热阻)(m2·K)/W（单位面积热阻）W/m2W0-15：解：∵∴℃0-17：解：（1）(m2·K)/WW/(m2·K)W（2）W误差（3）可以忽略，因为厚度很小，金属的导热系数较大，则导热热阻很小。故可以忽略。第一章导热理论基础1-4：前提是假

4、定所研究的物体是各向同性的连续介质，其导热系数比热容c，和密度均为已知，并假定物体内具有内热源。121-5（1）K/mW/m2温度分布图:（2）K/mW/m21-6：解：（1）W/m2∴平板一侧：平板另一侧：W/m2(2)根据式（1-20），导热微分方程应为：即：W/m3则平壁有内热源，其强度为W/m31-9解：12由于对称受热，在球坐标系中为常物性一维无内热源非稳态导热问题，分析厚度为的微元球的导热：忽略高阶小量得微元球净导热：微元球内能增量由能量守恒定律于是得导热微分方程：（1）边界条件：（中心无热流，绝热）（2）

5、（第三类边界条件）（3）注意：本题的导热微分方程也可由教材P19页：式（1-25）化简得出。1-1012第二章稳态导热2-5推导空心球壁导热量计算公式和球壁的导热热阻。解：122-6推导第三类边界条件下球壁传热量计算公式和球壁的导热热阻。解：(2)(3)联立（1）、（2）、（3）消去、得：2-8答案：15.1℃或15.08℃2-9解：未加贴硬泡沫塑料时：W/(m2·K)加贴硬泡沫塑料时：根据题意：12即：或:0.091m≈91mm2-10解：以平壁的平均温度计算保温层的导热系数：W/(m.K)依题意：=147mm即保温

6、层的厚度应大于0.147m。2-11答案:504mm2-13解：(m2.K)/WW/(m2·K)W/m22-14解：(m2.K)/WW/(m2.K)=29.94×（250-60）=5689W/m2W/m2W/(m2.K)W/(m2.K)=30.03×（250-60）=5706W/m2W/m212W/(m2.K)W/(m2.K)=36.10×（250-60）=6859W/m2W/m2答：三种方案的传热量分别增加了1，17，1171W/m2，第三种方案最有效。2-17mmmmmmmm单位管长圆筒壁的导热热阻：管道：(m.K

7、/W)第一层：(m.K/W)第二层：(m.K/W)（2）W/m∵∴℃∵∴℃122-18解：mmmmW/m即所产生的热量必须小于导线能承受的热量。∴A2-19：即：mm2-24解：已知：℃,℃(1)1/m(2)th(ml)=th(18.9×0.025)=th(0.4725)=0.440212W/m2第三章非稳态导热3-8解：因为钢板的高度和宽度远大于厚度，所以是无限大平板。所以定型尺寸为mm可以采用集总参数法。即：解得：s3-14解q：因为钢板的高度和宽度远大于厚度，所以属于无限大平板的导热问题。所以定型尺寸为mm可以采

8、用集总参数法。即：解得：12s=0.5h3-19解：(本题中115℃应改为11.5℃)常热流密度条件下半无限大物体内温度场的表达式为：当时，其中℃即：∴（1）当m时即（2）由（1）、（2）求得：m2/sW/(m.K)3-23解：砖墙显波层厚度：解得：m木墙的显波层厚度：解得：m3-24解：12℃℃当m时，℃根据波动振幅的定义知：℃