中国科学院大学计算传热学第三次实践作业

传热学课后答案(完整版)

绪论思考题与习题（89P -）答案：1．冰雹落体后溶化所需热量主要是由以下途径得到： Q λ—— 与地面的导热量 f Q ——与空气的对流换热热量注：若直接暴露于阳光下可考虑辐射换热，否则可忽略不计。

2．略 3．略 4．略 5．略6．夏季：在维持20℃的室内，人体通过与空气的对流换热失去热量，但同时又与外界和内墙面通过辐射换热得到热量，最终的总失热量减少。

（T T 〉外内）冬季：在与夏季相似的条件下，一方面人体通过对流换热失去部分热量，另一方面又与外界和内墙通过辐射换热失去部分热量，最终的总失热量增加。

（T T 〈外内）挂上窗帘布阻断了与外界的辐射换热，减少了人体的失热量。

7．热对流不等于对流换热，对流换热 = 热对流 + 热传导热对流为基本传热方式，对流换热为非基本传热方式 8．门窗、墙壁、楼板等等。

以热传导和热对流的方式。

9．因内、外两间为真空，故其间无导热和对流传热，热量仅能通过胆壁传到外界，但夹层两侧均镀锌，其间的系统辐射系数降低，故能较长时间地保持热水的温度。

当真空被破坏掉后，1、2两侧将存在对流换热，使其保温性能变得很差。

10．t R R A λλ= ⇒ 1t R R A λλ== 2218.331012m --=⨯11．q t λσ=∆ const λ=→直线 const λ≠ 而为λλ=（t ）时→曲线12、略13．解：1211t q h h σλ∆=++＝18(10)45.9210.361870.61124--=++2W m111()f w q h t t =-⇒ 11137.541817.5787w f q t t h =-=-=℃222()w f q h t t =-⇒ 22237.54109.7124w f q t t h =+=-+=-℃ 45.92 2.83385.73q A W φ=⨯=⨯⨯= 14. 解：40.27.407104532t K R W A HL λσσλλ-====⨯⨯⨯30.2 4.4441045t R λσλ-===⨯2m K W • 3232851501030.44.44410t KW q m R λ--∆-==⨯=⨯ 3428515010182.37.40710t t KW R λφ--∆-==⨯=⨯ 15．()i w f q h t h t t =∆=-⇒i w f qt t h=+51108515573=+=℃0.05 2.551102006.7i Aq d lq W φππ===⨯⨯=16.解：12441.2 1.2()()100100w w t t q c ⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦ 44227350273203.96()()139.2100100W m ++⎡⎤=⨯-=⎢⎥⎣⎦12''441.21.2()()100100w w t t qc ⎡⎤=-⎢⎥⎢⎥⎣⎦442273200273203.96()()1690.3100100W m ++⎡⎤=⨯-=⎢⎥⎣⎦'21.2 1.2 1.21690.3139.21551.1Wq q q m ∆=-=-=17．已知：224A m =、215000()Wh m K =•、2285()Wh m K =•、145t =℃2500t =℃、'2285()Wk h m K ==•、1mm σ=、398λ=()W m K •求：k 、φ、∆解：由于管壁相对直径而言较小，故可将此圆管壁近似为平壁即：12111k h h σλ=++＝3183.5611101500039085-=⨯++2()W m k • 383.5624(50045)10912.5kA t KW φ-=∆=⨯⨯-⨯= 若k ≈2h'100k k k -∆=⨯％8583.561.7283.56-==％因为：1211h h =，21h σλ= 即：水侧对流换热热阻及管壁导热热阻远小于燃气侧对流换热热阻，此时前两个热阻均可以忽略不记。

【2024版】传热学-期中考试(答案)

《传热学》—— 期中测试题（答案）一. 填空题（每空1分，共60分）1 某物体内温度分布的表达式为t = f(x,y,τ)，此温度场为二维（填几维），非稳态（填稳态或非稳态）温度场。

2 傅里叶定律中的负号表示：热量传递的方向与温度梯度的方向共线反向。

3 一个给定的导热过程，其完整的数学描写包括导热微分方程和定解条件。

4 导热问题的常见边界条件有三类，写出三类边界条件的数学表达式：第一类边界条件为w 0,()t f ττ>= ，第二类边界条件为 w w 0,()()t q f nτλτ∂>=-=∂ ，第三类边界条件为 w w f 0,()()t h t t nτλ∂>-=-∂ 。

5 热阻的表示，通过平壁的导热热阻表示为：A δ ，通过圆筒壁的热阻表示为：)ln(2112d d l πλ ，通过球壁的热阻表示为：12111()4r r πλ-，肋片肋化表面侧的热阻表示为：001A h η 。

6 气体导热的机理是气体分子不规则热运动和相互碰撞而产生的热量传递。

7 按导热机理，水的三种状态，气态，液态和固态中，固态下导热系数最大。

8 导电性能好的金属，其导热性能也好，这是由于金属的导电和导热机理都是依靠自由电子的迁移来完成的。

9 按照导热机理，相同温度下下列材料：纯银，黄铜，纯铜中，纯银的导热系数最大。

10 我国国家标准规定：凡平均温度不高于350 ℃，导热系数不大于 0.12 W/(m ·k) 的材料，称为保温材料。

11 由多层等厚度平壁构成的传热壁面，若某层平壁所用材料的导热系数越大，则该壁面的热阻就越小（填大或小），其两侧的温度差越小（填大或小）。

12 为了减小热损失，一蒸汽管道外包有两层隔热保温层，从材料利用的经济性出发，导热系数小的材料应设置在内侧 (内侧还是外侧)。

13 工程上常采用肋片来强化换热。

对于一个传热过程，常常在表面传热系数较小（填较大或较小）的一侧，采用肋壁的形式。

中国科学院大学计算传热学考题答案整理

第一套1.偏微分方程的三种类型：双曲（>0）、抛物(=0)和椭圆型(<0)方程。

ðφðt =−cðφðx为抛物型ð2φðt2=c2ð2φðx2为双曲型ð2T ðx2+ð2Tðy2=0为椭圆型2.列举出计算传热中七种常用数值方法：有限容积法（FVM）、有限差分法（FDM）、有限元法（FEM）、有限分析法（FAM）、有限解析法、谱方法、边界元法3.区域离散化中两类设置节点的方法：内节点法和外节点法。

节点、子区域和控制容积的关系：内节点位于子区域的中心，子区域即为控制容积。

外节点位于子区域的角顶，控制容积界面位于两节点之间。

4.解释概念（1）相容性：相容性是指，当网格间距趋于零时，差分格式趋近于微分方程（2）收敛性：收敛性是指，当网格间距趋于零时，数值解趋近于精确解。

（3）离散方程守恒性：离散方程的守恒性是指，对一个离散方程在定义域的任一有限空间内作求和的运算（相当于连续问题中对微分方程作积分），所得的表达式满足该区域上物理量守恒关系（4）离散格式稳定：离散格式的稳定是指，前一时层引入的误差不会在以后时层计算中不断放大，以致数值解无界5.假扩散的三个来源：基本含义：由于对流—扩散方程中一阶导数项的离散格式的截断误差小于二阶而引起较大数值计算误差的现象。

有的文献中将人工粘性（artificial viscosity ）或数值粘性（numerical viscosity ）视为它的同义词。

拓宽含义：现在通常把以下三种原因引起的数值计算误差都归在假扩散的名称下。

非稳态项或对流项采用一阶截差的格式; 流动方向与网格线呈倾斜交叉(多维问题); 建立差分格式时没有考虑到非常数的源项的影响。

6.流动与传热的三个守恒定律，守恒型的三个守恒定律控制方程：质量、动量、能量守恒(ρV )0Dt tρρ+∇V =+∇=∂连续性方程1.D 非守恒形式：∂ρ守恒形式：(ρu )(()()2.yx xx zxxxy yy zy yyz xz zz zyx xx zxx Du ∂p =−++++ρρf Dt x ∂x ∂yz Dvp =−++++ρρf Dt y ∂x ∂yz Dwp =−++++ρρf z ∂x ∂y z ∂p x uV )=−+++ρρf t x ∂x ∂y z v y vV t ∂∂τττττττττ∂∂τττρρ∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂+∂∂∂∂=−∂动量方程非守恒形式：x 方向：y 方向：z 方向：Dt 守恒形式：方向：方向：()(xy yy zyy yz xz zz zp f y ++∂x ∂y z w p z wV )=−+++ρρf t z ∂x ∂yz τττρτρττ∂∂∂∂++∂∂∂∂∂∂∂+∇+∇+∇+∂∂∂方向：()()()()()()()()()()()()2223.22xy yx yy yz zy xx xz zx zz up vp wp D V T TT e q k k k Dt x x y y z zx y z u u u u u u u u u f VxyzxyzxyzV V e e t ρρτττττττττρρρ∂∂∂⎛⎫⎛⎫∂∂∂∂∂∂⎛⎫⎛⎫+=+++−−−+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂∂∂∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭∂∂∂∂∂∂∂∂∂+++++++++∂∂∂∂∂∂∂∂∂⎛⎫∂++∇+ ⎪∂⎝⎭能量方程：非守恒形式：守恒形式：()()()()()()()()()()()()2xy yx yy yz zy xx xz zx zz up vp wp TTT V q kk k x x y y z z x y z u u u u u u u u u f Vxyzxyzxyzρτττττττττρ⎡⎤⎡⎤∂∂∂⎛⎫⎛⎫∂∂∂∂∂∂⎛⎫⎛⎫=+++−−−+⎢⎥⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂∂∂∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎣⎦∂∂∂∂∂∂∂∂∂+++++++++∂∂∂∂∂∂∂∂∂第二套1.计传主要围绕不可压NS 方程的数值离散方法进行讲解，分析这课主要内容和特点计算传热学又称数值传热学，是指对描写流动与传热问题的控制方程采用数值解法通过计算机予以求解的一门学科数值解法是一种离散近似的计算方法。

传热学试题含答案

传热学试题含答案一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、列管换热器停车时（）A、先停热流体，再停冷流体B、无所谓C、两种流体同时停止D、先停冷流体，再停热流体正确答案：A2、夹套式换热器的优点是（）。

A、传热量小B、传热面积大C、传热系数大D、构造筒单，价格低廉，不占器内有效容积正确答案：D3、稳定的多层平壁的导热中，某层的热阻愈大，则该层的温度差（）A、愈大B、愈小C、不变D、无法确定正确答案：A4、关于乙烯装置设置火炬系统的目的，下列说法不正确的是（）A、乙烯装置在非正常状态下，将系统内排放的大量气相燃类通过火炬系统烧掉B、防止环境污染C、乙烯装置在正常状态下，将系统内排放的液相燃类通过火炬系统烧掉D、保护装置的安全正确答案：C5、对于工业生产来说，提高传热膜系数最容易的方法是（）A、改变传热面积B、改变流体的流动状态C、改变工艺条件D、改变流体性质正确答案：B6、在管壳式换热器中安装折流挡板的目的，是为了加大壳程流体的（）, 使湍动程度加剧，以提高壳程对流传热系数A、黏度B、密度C、［Wj度D、速度正确答案：D7、分子筛吸附水的过程为（）A、吸热过程B、放热过程C、吸附刚开始吸热平衡后放热D、吸附刚开始放热平衡后吸热正确答案：B8、以下种类的泵具有自吸能力的是（）。

A、往复泵B、齿轮泵和漩涡泵C、漩涡泵D、昌心泵正确答案：A9、水在无相变时在圆形管内强制湍流，对流传热系数OLi为1000W/ （m2 • ℃）若将水的流量增加1倍，而其他条件不变，则Qi为（）A、不变B、1741C、2000D、500正确答案：B10、辐射和热传导、对流方式传递热量的根本区别是（）A、有无传递介质B、物体是否运动C、物体内分子是否运动D、全部正确正确答案：AIK真空泵发热或真空低的原因有可能是（）A、过滤尾气带水多B、注入软水量不足C、进气管道堵塞正确答案：B12、下列哪种单体适合进行阳离子型聚合反应（）A、聚氯乙烯B、聚丙烯C、聚丙烯月青D、聚乙烯正确答案：B13、对下述几组换热介质，通常在列管式换热器中K值从大到小正确的排列顺序应是（）冷流体热流体①水、气体②水、沸腾水蒸气冷凝③水、水④水、轻油A、②〉③〉④〉①B、③〉②〉①〉④C、③〉④〉②〉①D、②〉④〉③〉①正确答案：A14、用水蒸气在列管换热器中加热某盐溶液，水蒸气走壳程。

工程传热学课后题答案

第一章作业1-1对于附图所示的两种水平夹层，试分析冷、热表面间热量交换的方式有何不同？如果要通过实验来测定夹层中流体的导热系数，应采用哪一种布置？解：（a ）中热量交换的方式主要有热传导和热辐射。

（b ）热量交换的方式主要有热传导，自然对流和热辐射。

所以如果要通过实验来测定夹层中流体的导热系数，应采用（a ）布置。

1-7一炉子的炉墙厚13cm ，总面积为20m 2，平均导热系数为1.04w/m ·k ，内外壁温分别是520℃及50℃。

试计算通过炉墙的热损失。

如果所燃用的煤的发热量是2.09×104kJ/kg ，问每天因热损失要用掉多少千克煤？解：根据傅利叶公式kwt A Q 2.7513.0)50520(2004.1=-⨯⨯=∆=δλ每天用煤d kg /9.3101009.22.753600244=⨯⨯⨯1-9在一次测定空气横向流过单根圆管的对流换热实验中，得到下列数据：管壁平均温度t w =69℃，空气温度t f =20℃，管子外径d=14mm ，加热段长80mm ，输入加热段的功率8.5w ，如果全部热量通过对流换热传给空气，试问此时的对流换热表面传热系数多大？解：根据牛顿冷却公式cm w t A Q ︒∙=-⨯⨯⨯=∆=2/3.49)2069(08.0014.014.35.8α1-14宇宙空间可近似的看作0K 的真空空间。

一航天器在太空中飞行，其外表面平均温度为250K ，表面发射率为0.7，试计算航天器单位表面上的换热量？解：航天器单位表面上的换热量2484241/155)250(1067.57.0)(m w T T Q =⨯⨯⨯=-=-εσ1-27附图所示的空腔由两个平行黑体表面组成，孔腔内抽成真空，且空腔的厚度远小于其高度与宽度。

其余已知条件如图。

表面2是厚δ=0.1m 的平板的一侧面，其另一侧表面3被高温流体加热，平板的平均导热系数λ=17.5w/m •K ，试问在稳态工况下表面3的t w3温度为多少？解：表面1到表面2的辐射换热量=表面2到表面3的导热量t w3 ε=1.0 t w2=127℃t w1=27℃ δδλσ2341420)(w w t t T T -=-cT T t t w w ︒=⨯-⨯+=-+=7.1325.171.0)34(67.5127)(444142023δλσ第二章作业2-4一烘箱的炉门由两种保温材料A 和B 做成，且δA =2δB (见附图)。

传热学作业参考答案

第九章4．一工厂中采用0.1MPa 的饱和水蒸气在—金属竖直薄壁上凝结，对置于壁面另一侧的物体进行加热处理。

已知竖壁与蒸汽接触的表面的平均壁温为70 ℃，壁高1.2m ，宽300 mm 。

在此条件下，一被加热物体的平均温度可以在半小时内升高30℃，试确定这一物体的平均热容量(不考虑散热损失)。

解:本题应注意热平衡过程，水蒸气的凝结放热量应等于被加热物体的吸热量。

P=0.1Mpa=105Pa,t s =100℃,r=2257.1kJ/kg, t m =21( t s + t w )= 21(100+70) ℃=85℃。

查教材附录5，水的物性为：ρ=958.4kg/m 3;λ=0.683 W ／(m 2·℃);µ=282.5×10-6N·s/m 2假设流态为层流：4132)(13.1⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=w s t t l r g h μλρ416332)70100(2.1105.282102257683.081.94.95813.1⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=- W ／(m 2·℃) =5677 W ／(m 2·℃)36102257105.2822.13056774)(4Re ⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-=-r t t hl w s c μ=1282<1800流态为层流，假设层流正确Φ=ωl t t h w s )(-=5677×（100−70）×1.2×0.3W=61312W凝结换热量=物体吸热量Φ∆τ=mc p ∆t61068.330603061312⨯=⨯⨯=∆Φ∆=t mc p τJ/℃ 16．当液体在一定压力下做大容器饱和沸腾时，欲使表面传热系数增加10倍，沸腾温差应增加几倍?如果同一液体在圆管内充分发展段做单相湍流换热，为使表面传热系数增加10倍，流速应增加多少倍?维持流体流动所消耗的功将增加多少倍?设物性为常数。

传热学习题(含参考答案)

传热学习题（含参考答案）一、单选题（共50题，每题1分，共50分）l、某厂巳用一换热器使得烟道气能加热水产生饱和蒸汽。

为强化传热过程，可采取的措施中（）是最有效，最实用的A、提高水的流速B、在水侧加翅片C、换一台传热面积更大的设备D、提高烟道气流速正确答案：D2、分子筛对不同分子的吸附能力，下列说法正确的是（）A、分子越大越容易吸附B、分子极性越弱越容易吸附C、分子越小越容易吸附D、分子不饱和度越高越容易吸附正确答案：D3、生物化工的优点有（）。

A、选择性强，三废少B、前三项都是C、能耗低，效率高D、反应条件温和正确答案：B4、有一种30°c流体需加热到80°C'下列三种热流体的热量都能满足要求，应选（）有利于节能A、150°C的热流体B、200°c的蒸汽C、300°C的蒸汽D、400°C的蒸汽正确答案：A5、下列物质不是三大合成材料的是（）。

A、塑料B、尼龙C、橡胶D、纤维正确答案：B6、若固体壁为金属材料，当壁厚很薄时，器壁两侧流体的对流传热膜系数相差悬殊，则要求提高传热系数以加快传热速率时，必须设法提高（）的膜系数才能见效A、无法判断B、两侧C、最大D、最小正确答案：D7、下列阀门中，（）不是自动作用阀。

A、闸阀B、止回阀C、疏水阀D、安全阀正确答案：A8、对于反应级数n大于零的反应，为了降低反应器体积，选用（）A、全混流反应器接平推流反应器B、全混流反应器C、循环操作的平推流反应器D、平推流反应器正确答案：D9、当提高反应温度时，聚合备压力会（）。

A、不变B、增加至10k g/cm2C、降低D、提高正确答案：D10、安全阀应铅直地安装在（）A、容器与管道之间B、气相界面位置上C、管道接头前D、容器的高压进口管道上正确答案：B11、环氧乙烧水合生产乙二醇常用下列哪种形式的反应器（）A、管式C、固定床D、鼓泡塔正确答案：A12、为了减少室外设备的热损失，保温层外所包的一层金属皮应该是（）A、表面光滑，颜色较浅B、上述三种情况效果都一样C、表面粗糙，颜色较浅D、表面粗糙，颜色较深正确答案：A13、离心泵设置的进水阀应该是（）。

传热学考研试题及答案

传热学考研试题及答案一、选择题（每题5分，共30分）1. 下列关于热传导的描述，错误的是：A. 热传导是分子热运动的结果B. 热传导不需要介质C. 热传导速度与温度无关D. 热传导是热量从高温物体向低温物体传递的过程答案：C2. 热对流和热传导的主要区别在于：A. 热对流需要介质B. 热对流需要物体运动C. 热对流速度比热传导快D. 热对流是分子热运动的结果答案：B3. 在相同的温度梯度下，导热系数最大的材料是：A. 金属B. 气体C. 液体D. 非金属固体答案：A4. 傅里叶定律描述的是：A. 热对流B. 热传导C. 热辐射D. 热交换答案：B5. 以下哪个不是热传导的边界条件：A. 绝热边界B. 等温边界C. 等压边界D. 牛顿冷却边界答案：C6. 热传导的一维稳态问题中，温度分布与：A. 热流密度成正比B. 热流密度成反比C. 热流密度无关D. 热流密度成线性关系答案：C二、填空题（每题5分，共20分）1. 热传导的基本定律是______定律。

答案：傅里叶2. 热对流的驱动力是______。

答案：温度差3. 热辐射不需要______。

答案：介质4. 热交换的三种基本方式是热传导、热对流和______。

答案：热辐射三、简答题（每题10分，共20分）1. 简述热传导的三种基本形式。

答案：热传导的三种基本形式是导热、对流和辐射。

2. 什么是热传导的傅里叶定律？答案：傅里叶定律描述了在稳态条件下，单位时间内通过单位面积的热量与温度梯度成正比，公式为：q = -k * (dT/dx)，其中q是热流密度，k是材料的导热系数，dT/dx是温度梯度。

四、计算题（每题15分，共30分）1. 已知一长方体材料，其尺寸为Lx=0.5m，Ly=0.3m，Lz=0.2m，材料的导热系数k=200W/(m·K)。

若材料的一侧温度为100°C，另一侧温度为0°C，求该材料的热传导率。

答案：热传导率Q = k * A * ΔT / L，其中A为横截面积，L为热传导路径长度。

大作业题(2014版)——中科院传热学(雁栖湖校区)

大作业题
（注意：如发现作业中互相拷贝及抄袭者，此次作业成绩全将记为一矩形平板 0 x a , 0 y b ，内有均匀恒定热源 g 0 ，在 x 0 及 y 0 处绝热，在x a及y b 处保持温度 T1 ，初始时刻温度为 T0 ，如右图 1 所示： 1、求 t 0 时，矩形区域内的温度分布 T x, y, t 的解析表达式； 2、若 a 18m ， b 12m ， g 0 1W m3 ， T1 600 K ， T0 200 K ，热传导系数热扩散系数 0.8 m 2 s 。请根据 1 中所求温度分布用 MATLAB k 1.0W m K ，软件绘出下列结果，并加以详细物理分析： (a) 300s 内，在同一图中画出点 (0,4) 、 (0,8) 、 6,0 、 (12,0) 、 (9,6) （单位：m）温度随时间的变化 (b) 200s 内，画出点 (18,4) 、 (18,8) 、 6,12 、 (12,12) 、 (9,6) （单位：m）处，分别沿 x、y 方向热流密度值随时间的变化 (c) 画出 t 50s、 75s、 100s、 125s、 150s 时刻区域内的等温线 (d) 300s 内，在同一图中画出点 9,0 ， 9, 6 （单位：m）在其他参数不变时 g 0 分别等于 1W m 3 ， 2W m3 ， 3W m3 情况下的温度、热流密度 (e) 600s 内，在同一图中画出点(9,6)（单位：m）在其它参数不变情况时热导率分别为 0.5W m K 、 1.0W m K 和 1.5W m K 时的温度、热流密度 (f) 600s 内，在同一图中画出点(9,6) （单位：m）在其它参数不变情况时热扩散系数分别为 0.4 m 2 s 、 0.8 m 2 s 和 1.2 m 2 s 时的温度、热流密度 3、运用有限差分法计算 2 中(b)、(d)和(e)，并与解析解结果进行比较，且需将数值解与解析解的相对误差减小到万分之一以下； 4、附上源！）

传热学_国防科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年

传热学_国防科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.Nu(努塞尔)准则反映了：（）答案:对流传热强度2.对流传热以( )作为基本计算式。

答案:牛顿冷却公式3.传质过程Schmidt数Sc的表达式为动力粘度比上扩散系数。

答案:错误4.热扩散率、动力粘度、质扩散率都具有相同的量纲。

答案:错误5.求解有化学反应的流体传质的对流传质系数时，求解路线与无化学反应时不相同。

答案:正确6.求解湍流的对流传质系数可以通过量纲分析或类比法。

答案:正确7.求解对流传质速率 Na 的关键是确定对流传质系数。

答案:正确8.当流体流过固体壁面时，若流体与壁面处的浓度不同，则浓度梯度自壁面向流体主体逐渐增大。

答案:错误9.下列哪个不是影响对流传热的主要因素？( )答案:壁面发射率10.对于Pr数，下列说法哪个是错误的？（）答案:它反映了流体中热量扩散和动量扩散的相对程度11.温度不同部分相互混合的宏观对流运动引起的热能传递现象称为（）。

答案:对流传热_对流_热对流12.由A、B两种气体所构成的混合物中，A与B的扩散系数相等。

答案:正确13.混合物中某组分i的质量占混合物总质量的分数称为该组分的质量分数。

答案:正确14.湍流边界层由（）三层组成。

答案:过渡层_湍流核心_层流底层15.传质现象出现的原因可能有（）。

答案:浓度梯度_温度梯度_速度梯度_压力梯度16.冬天穿蓬松轻质的羽绒服通常要比厚重的棉衣更_____（请填“冷”或者“暖”）。

答案:暖17.因为对流换热的强度只取决于贴壁面处的温度梯度，那么流体温度场不会影响换热的强度。

答案:错误18.传热过程就是热量传递过程。

答案:错误19.热对流就是对流换热。

答案:错误20.热量传递必须有温差存在。

答案:正确21.把衣服放在室外晾晒，有风比无风天气下衣服干的更快，是因为风把衣服中的水蒸气带走了。

答案:错误22.发动机燃烧室壁面的热流密度的单位是（）答案:__23.以下为物体发射率的影响因素的是（）。

传热学精选作业题讲解含答案

Rf
1 h
1 10
0 .1(m 2 k / W
)
R总 =R +Rf
= 0 .0 1 1 2 5 + 0 .1 0 .1 1 1 2 5 ( m 2 k / W )
由 R= t得 :
P = 1
t R总
=
t1 -t f R总
=
400-298 = 917W 0 .1 1 1 2 5
传热学精选作业题讲解含答案
解：由导热公式： = - A d t ， dx
d x = - A d t
d x = - A
tw 2 d t
0
tw1
推导得：
Q损
=
=
A
t w1 -t w 2
1 .0 4
20 520
0 .1 3
50
7 5 2 0 0W
Q 1day t 7 5 .2 2 4 3 6 0 0 8 6 4 0 0 s
187.22 K
传热学精选作业题讲解含答案
1-24
• 在附图所示的稳态热传递过程
中，已知： tw1 = 460℃，tf2= 300℃，δ1= 5mm，δ2= 0.5mm ，λ1= 46.5W/(m·K)，λ2= 1.16 W/(m.K)，h2= 5800 W/(m 2·K)。试计算单位面积所传递的热量
传热学精选作业题讲解含答案
2 - 3 . 已知： 1 = 2 0 m m = 0 .0 2 m , 1 1 .3W / m k
q 1 5 0 0W , 2 0 .1 2W / (m k )
t1 7 5 0 o C , t3 5 5 o C 求 2
解
：
由
公

中国科学技术大学计算热物理4.3大作业

(c)ADI 格式：
∗
∗ − ∗ − 2∗ +
− 2 +
=
+
∆/2
∆ 2
∆ 2
∗
+∆ − ∗ ∗ − 2∗ +
+∆ − 2+∆ + +∆
=
+
∆/2
∆ 2
∆ 2
初始误差：
0
,
= ( +)
误差函数演化：
∗

+∆
∗
+∆

,
= 1 ,
, ,
= 2 ,
, ,
= 1 2,
故总的放大因子为：
∆
∆
）（1−2∆2 ）
2
2
∆
∆
（1+2∆2 ）（1+2∆2 ）
2
2
（1−2∆2
g=
T
2 2

c

t
y
x

T
T

2
q w
x 0 qe
x H 750 W m

x

x

T x,0, t T1 400 C

T x, H , t T0 250 C

初始T x, y,0为x 0 x H的温度成线性分布
)≤1
∆ 2
2
2
右边恒成立，左边则需：
2∆
∆
∆
4∆
(2
+ 2
) ≤ 1，即 2 ≤ 1
2
∆

工程热力学与传热学第三章作业参考答案

“山水之乐”的具体化。3．第三段同样是写“乐”，但却是写的游人之乐，作者是如何写游人之乐的？明确：“滁人游”，前呼后应，扶老携幼，自由自在，热闹非凡；“太守宴”，溪深鱼肥，泉香酒洌，美味佳肴，应有尽有；“众宾欢”，投壶下棋，觥筹交错，说说笑笑，无拘无束。如此勾画了游人之乐。4．作者为什么要在第三段写游人之乐？明确：写滁人之游，
贯穿全篇，却有两个句子别出深意，不单单是在写乐，而是另有所指，表达出另外一种情绪，请你找出这两个句子，说说这种情绪是什么。明确：醉翁之意不在酒，在乎山水之间也。醉能同其乐，醒能述以文者，太守也。这种情绪是作者遭贬谪后的抑郁，作者并未在文中袒露胸怀，只含蓄地说：“醉能同其乐，醒能述以文者，太守也。”此句与醉翁亭的名称、“醉翁之
p50习题习题3214476p50习题习题33lnlnp50习题习题351331可逆绝热过程2自由膨胀lnln576kjkmcmr理想气体定值比热及比热比单原子双原子多原子摩尔定容比热ckjkmolk摩尔定压比热ckjkmolk比热比k16714129当计算精度要求不高或气体处于较低温度范围常采用定值比热忽略比热与温度的关系
Ws U mu mcv T1 T2 1746.3kJ
S 0
（2）自由膨胀
Ws 0 Q 0, U 0 T2 T1 340K
S

mcv
ln T2 T1
mR ln
v2 v1
5.76kJ/K
当计算精度要求不高，或气体处于较低温度范围，常采用定值比热，忽略比热与温度的关系。不同气体在标准状态下均为22.4m3，不同气体只要其原子数相同则其摩尔定值比热相等。
江西)人，因吉州原属庐陵郡，因此他又以“庐陵欧阳修”自居。谥号文忠，世称欧阳文忠公。北宋政治家、文学家、史学家，与韩愈、柳宗元、王安石、苏洵、苏轼、苏辙、曾巩合称“唐宋八大家”。后人又将其与韩愈、柳宗元和苏轼合称“千古文章四大家”。

传热学复习题及其答案

传热学复习题及其答案传热学是研究热量传递规律的学科，它在工程实践中有着广泛的应用。

以下是一些传热学的复习题及其答案，供学习者参考。

# 一、选择题1. 传热的基本方式有哪三种？- A. 对流- B. 辐射- C. 导热- D. 所有选项都是答案：D2. 傅里叶定律描述的是哪种传热方式？- A. 对流- B. 辐射- C. 导热- D. 都不是答案：C# 二、填空题1. 导热系数是描述材料______能力的物理量。

答案：导热2. 对流换热的特点是热量通过______来传递。

答案：流体的宏观运动# 三、简答题1. 请简述牛顿冷却定律的内容。

答案：牛顿冷却定律指出，物体表面与周围环境之间的热交换速率与它们之间的温差成正比。

2. 什么是黑体辐射定律？其数学表达式是什么？答案：黑体辐射定律描述了理想化的物体（黑体）在不同温度下发出的辐射能量与波长的关系。

其数学表达式为：E(λ,T) = (2πhc^2) / (λ^5) * 1 / (e^(hc/(λkT)) - 1)，其中E(λ,T)是波长为λ在温度T下的辐射强度，h是普朗克常数，c是光速，k是玻尔兹曼常数。

# 四、计算题1. 假设有一厚度为0.05m的墙体，其导热系数为0.6 W/m·K，两侧温差为10°C。

求墙体的热流量。

答案：根据傅里叶定律，热流量Q = k * A * ΔT / d，其中A是面积，ΔT是温差，d是厚度。

假设面积A足够大，可以忽略不计，那么Q = 0.6 * 10 / 0.05 = 120 W。

2. 已知一物体表面温度为300 K，环境温度为20°C，求该物体表面与环境之间的热交换速率，假设对流换热系数为10 W/m²·K。

答案：热交换速率Q = h * A * ΔT，其中h是对流换热系数，A是物体表面积，ΔT是温差。

假设A足够大，可以忽略不计，那么Q = 10 * (300 - 273) = 270 W。

传热学课程试卷(A卷)及答案

传热学课程试卷(A 卷)及答案
题号一二三四总分得分一、填空题（本大题共 14 分，每题 2 分） 1．导温系数又称热扩散率，它表征了物体内部各部分温度趋于均匀一致的能力（或材料传播温度变化的能力。 2．对同一种工质，自然对流换热系数 h 自、强制对流换热系数 h 强和沸腾换热系数 h 沸的大小关系为：h 自<h 强<h 沸。< p=""> 3．半径为 R 的半球内表面和圆底面组成封闭系统，则半球内表面对圆底面的角系数 X2,1＝1/2 。4．定向辐射强度是指单位时间，单位可见辐射面积，单位立体角内的辐射能量。 5．从换热表面的结构而言，强化凝结换热的基本思想是尽量减薄粘滞在换热表面上的液膜厚度；强化沸腾换热的基本思想是尽量增加换热表面上的汽化核心数。 6．已知炉墙表面与空气的对流换热系数为 h c，辐射换热系数为 h r，则其单位面积复合换热热阻为 1/(h c+h r) 。 7．圆管的临界热绝缘直径 d cri 的计算式为 d cri＝2λ/h，其物理意义为当 d=d cri 时对流与导热热阻之和最小，散热量最大。二、选择题（本大题共 16 分，每小题 2 分）在每题列出的四个选项中只有一个选项正确，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。1．公式 t K
=称为（ D ）。 q? A．傅里叶定律 B. 牛顿冷却公式 C. 热平衡方程 D. 传热方程式 2．物体表面黑度不受下述（D）条件的影响。 A．物质种类 B. 表面温度 C. 表面状况 D. 表面位置 3．某热力管道采用两种导热系数不同的保温材料进行保温，为了达到较好的保温效果，应将哪种材料放在内层？（ B ） A ．导热系数较大的材料 B. 导热系数较小的材料 C ．任选一种即可 D. 无法确定 4．下列各参数中，属于物性参数的是（ C ）。 A ．传热系数 B. 吸收率 C. 普朗特数 D. 对流换热系数 5．将保温瓶的双层玻璃中间抽成真空，其目的是（ D ）。 A ．减少导热 B. 减少对流换热 C ．减少对流与辐射换热 D. 减少导热与对流换热 6．沸腾的临界热流密度 q cri 是（ C ）。 A ．从过冷沸腾过渡到饱和沸腾的转折点 B ．从自然对流过渡到核态沸腾的转折点 C ．从核态沸腾过渡到膜态沸腾的转折点 D ．从不稳定膜态沸腾过渡到稳定膜态沸腾的转折点 7．下述哪种手段对提高管内强制对流换热表面传热系数无效？（ B ） A ．提高流速 B. 增大管径

传热学第三章答案

传热学第三章答案第三章思考题1. 试说明集中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。

而内部由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，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hA cvc ρτ=,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。

工程传热学选修作业三

第三次（四、五章）作业1、医学知识告诉我们：人体组织的温度等于、高于48℃的时间不能超过s 10，否则该组织内的细胞就会死亡。

今有一劳动保护部门需要获得这样的资料，即人体表面接触到60℃、70℃、80℃、90℃、100℃的热表面后皮肤下烧伤深度随时间而变化的情况。

试利用非稳态导热理论作出上述烧伤深度随时间变化的曲线。

人体组织可看做是各向同性材料，物性可取为37℃水的数值。

计算的最大时间为min 5。

为简化分析，这里可假定一接触到热表面，人体表面温度就上升到了热表面温度。

2、有一航天器，重返大气层时壳体表面温度为1000℃，随即落入温度为5℃的海水中。

设海水与壳体表面间的表面传热系数为1135 )/(2K m W ⋅，试问此航天器落入海洋min 5后得表面温度是多少？壳体壁面中的最高温度是多少？壳体的厚度mm 50=δ，W 8.56=λ )/(K m ⋅，s m a /1013.426-⨯=，其内侧面可认为是绝热的。

3、一根直径为mm 170的长轴，初始温度为17℃，后被置于炉温为850℃的环境中。

轴材料的导热系数为)/(30K m W ⋅，热扩散率为6.2 s m /1026-⨯，加热过程中的表面传热系数为)/(1412K m W ⋅。

试确定为使长轴的中心温度达到800℃所需的时间以及该时刻钢轴表面的温度。

4、在温度为250℃的烘箱中烤洋山芋，设洋山芋可以看做直径为5 cm 的球，初始温度为20℃，其物性可近似地取50℃水的值。

试估算烘烤0min 2后洋山芋中心的温度。

取表面传热系数为20)/(2K m W ⋅。

5、一种火焰报警器采用低熔点的金属丝作为传感元件，当该导线受火焰或高温烟气的作用而熔断时报警系统即被触发。

一报警系统导线的熔点为500℃，)/(210K m W ⋅=λ，)/(420K kg J c ⋅=，初始温度为25℃。

问当它突然受到650℃烟气加热后，为在min 1内发出报警信号，导线直径应限制在多大以下？设复合换热的表面传热系数为)/(122K m W ⋅。

第一章第三次作业

1．由牛曼原理给出单斜、正交和正方晶系的二级张量的一般形式。

2．由牛曼原理给出立方晶系的三级张量的一般形式。

3．证明具有中心反演对称性的晶体没有压电效应，并指出Si ，Ge ，GaAs ，InP 中哪些是压电晶体。

4．试证明：若对于任意晶格矢量m R 均存在以下关系⨯=⋅π2m R K 整数则矢量K 必为一个倒格矢。

5．如图所示，某种二维晶格由边长AB=4,AC=3,夹角∠BAC=π/3的平行四边形原胞ABCD 重复排列而成，试求其倒基矢量及倒原胞面积。

6．若基矢c b a ,,构成正交系，试证晶面族（hkl ）的面间距为222/c /()/(/1）（）l b k a h d hkl ++=7．底心单斜晶系的单胞和原胞如图所示，轴矢c b a ,,间夹角β=∠a,c=1200，α=∠b,c=900,γ=∠a,b=900。

试求：（1）单胞体积及格点体密度；（2）原胞体积；（3）倒原胞体积；（4）上下底面间距；（5）AFH 及EGCA 晶面指数；（6）AC 及AG 晶列指数。

8．晶格矢量m R 与倒格矢n K 的矩阵表示：（Ⅰ）晶格中任意晶格矢量可写为i i m a m R =i=1,2,3式中，i a为原基矢量，在直角坐标系中其分量a ix ,a iy ,a iz 共九个。

若视m 1,m 2,m 3为某列矢量m 的分量，则晶格中任一格点位置由下式给出 ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=321321321321m m m a a a a a a a a a Am z z z y y y x x x （1）写出sc,bcc,fcc 三种格子的A 矩阵；（2）计算这三种格子的原基矢长度i a ；（3）计算这三种格子的原基矢间的夹角θ。

（Ⅱ）晶格中任意倒格矢可写为j j n b n K = j=1,2,3式中，j b 为倒基矢量，在直角坐标系中其分量b jx ,b jy ,b jz 共九个。

中国科学院大学2020年计算传热学期末考试题目

1. 数值求解不可压缩Navier-Stokes 方程时，我们讲了MAC 方法、Projection 方法和压力校正法，写出它们的求解步骤，并着重分析如何保证计算所得的速度场满足无散度约束条件。

求解可压缩流体力学方程，我们介绍了时间推进法，请简要介绍该方法，并解释为什么可以用时间推进法？（12分）2. 不可压流体的计算中，我们介绍了同位网格和交错网格。

请详细说明这两种网格布置的差异，并对比分析其优缺点。

同时解释可压缩流体计算中不需要引入交错网格的原因。

（8分）3. 数值解法的特性有相容性，稳定性，收敛性，守恒性等，请分别解释其含义并叙述它们之间的联系；解释对流稳定性和数值稳定性的区别。

（10分）4. 在专题报告中，我们介绍了浸没边界法和重叠网格法，请以二维圆柱绕流为例，简述贴体网格法、浸没边界法和重叠网格法的网格特点（可以绘制简略图表示网格分布特点），并简要说明浸没边界法和重叠网格法对比贴体网格法的优势。

（6分）5. 对于一阶线性对流方程0u u a t x ∂∂+=∂∂如果假设对流项的速度a 为常数。

（1）请写出其特征线方程和相容关系。

说明如果对流项分别采用中心差分格式和一阶迎风格式会各自带来什么影响？（2）请根据特征性理论，插值推导Lax-Friedrichs 格式；分析该格式的相容性并基于Von Neumann 分析法给出其稳定性条件。

（3）分析中心差分格式和Lax-Friedrichs 格式的耗散特性，并解释Lax-Friedrichs 格式相比中心差分格式，其稳定性条件得到改善的原因。

（24分）6. 考虑二维不可压缩无旋流动，试用张量公式证明速度u 可以用速度势函数表示，即u ϕ=∇, 将该形式代入连续性方程，可以得到一个关于速度势ϕ的拉普拉斯方程，离散该方程，并写出用Gauss-Seidel 迭代法辅之以亚松弛方法求解该离散方程的表达式。

（12分） 7. 考虑非定常Navier-Stokes 方程21Re i i i j j j j i u u u p u t x x x x ∂∂∂∂+=−∂∂∂∂∂基于SIMPLEC 的思想，给出两位直角坐标系均匀交错网格下的求解步骤及具体离散表达式。