最新高等传热学部分答案
传热学_浙江大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
传热学_浙江大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.一般来说，叉排管束的平均表面对流传热系数（大于、小于）顺排，其流动阻力（高于、低于）顺排。
答案:高于_大于2.空气自然对流的表面对流传热系数与强迫对流表面对流传热系数相比要答案:小的多3.流体在大空间沿竖壁自然对流传热时，在紊流状态下，表面对流传热系数h正比于竖壁高度的答案:0次方4.液体沸腾时，汽泡内的压力大于汽泡外液体的压力，主要由于下列哪个因素造成的？答案:表面张力5.下述哪种手段对提高表面对流传热系数无效？答案:增大管径6.黑体的黑度大于1。
答案:错误7.使用聚氨酯泡沫塑料用于保温，其两表面的温度差为30℃。
已知该聚氨酯泡沫塑料的导热系数为0.02 W/(m·K)，为了使保温后单位面积的散热量小于【图片】，应使用保温材料的厚度至少50mm。
答案:正确8.热扩散率α=λ/ρc，又称导温系数，反映材料热量扩散或传播温度变化的能力，热扩散系数α越大的物质，其内部温度趋于一致的能力越强。
答案:正确9.保温材料是导热系数小于0.12W/(m▪K)的材料。
答案:错误10.水是除液态金属外导热系数最大的液体，干空气是导热系数较小的气体。
答案:正确11.傅里叶定理是普适的实验定律，只要热扰动的传递速度相对可视为无限大时，不论物质的形态（固、液、气）、物体几何形状、是否变物性、是否有内热源、是否稳态都适用。
答案:正确12.傅里叶定律的文字表述是：在导热现象中，通过给定截面的热流量正比于温度变化率和截面积，热量传递方向和温升方向相反。
答案:错误13.某一时刻由所有温度相同的点构成的面称为等温面，等温面互不相交，在等温面的法线方向的温度变化率最大。
答案:正确14.保温材料是平均温度不高于时导热系数小于的材料。
答案:350℃_0.12W/(m▪K)15.一块厚为200mm的平板，若是由导热系数为45 W/(m·K)的钢材所制，其导热热阻为【图片】；若是由导热系数为0.2 W/(m·K)的木材所制，其导热热阻又为【图片】。
传热学(青岛大学)知到章节答案智慧树2023年
传热学（青岛大学）知到章节测试答案智慧树2023年最新绪论单元测试1.传热学是研究温差作用下热量传递规律的科学。
参考答案:对第一章测试1.傅里叶定律并不显含时间，因此只适用于稳态导热。
参考答案:错2.物体的导热系数越大，热扩散率就一定越大。
参考答案:错3.导热系数和热扩散率都是物性参数。
参考答案:对4.一维无限大平壁的导热问题，如果两侧给定的均为第二类边界条件，不能求出其温度分布。
参考答案:对5.等温线不能相交。
参考答案:对6.冬天，房顶上结霜的房屋保暖性能好。
参考答案:对7.导热系数的物理意义是什么?参考答案:表明材料导热能力的强弱8.下列材料中，导热材料较大的材料是什么？参考答案:纯铜9.温度梯度表示温度场内的某一点等温面上什么方向的温度变化率?参考答案:法线方向10.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( )材料放在内层。
参考答案:导热系数较小的材料11.导热的第三类边界条件是指已知（）。
参考答案:物体表面与周围介质之间的换热情况12.肋效率随以下（）增加而增加。
参考答案:肋片材料的导热系数13.分析求解二维、稳态导热问题时，应该由（）个独立的边界条件才能获得问题的解。
参考答案:414.固体壁面上敷设肋片后，其实际散热量与假设整个肋表面处于肋基温度下的散热量的比值为( )。
参考答案:肋片效率15.下列说法正确的是（）。
参考答案:等温线不能相交第二章测试1.冬天用手分别触摸置于同一环境中的木块和铁块，感到铁块很凉，这是什么原因?参考答案:因为铁块的导温系数比木块大2.材料的导热能力与吸热能力之比称为( )。
参考答案:导温系数3.下列哪种情况内燃机汽缸温度场不会随时间发生变化？参考答案:内燃机定速运行4.忽略物体内部导热热阻的分析方法称为( )。
参考答案:集总参数法5.以下不能增加热电偶的温度敏感性的是（）。
参考答案:采用导热系数大的材料6.木头一端燃烧，另一端可以用手拿，而铁棍一段烧红，另一端却不敢碰，原因是( )。
传热学知到章节答案智慧树2023年青岛理工大学
传热学知到章节测试答案智慧树2023年最新青岛理工大学绪论单元测试1.热量传递过程的推动力是温差。
参考答案:对第一章测试1.平板的单位面积导热热阻的计算式应为哪一个?（）参考答案:δ/λ2.导热系数的单位是：（）参考答案:W/(m·K)3.两条不同温度的等温线绝不会彼此相交。
（）参考答案:对4.导热系数的单位是W/(m·K)。
（）参考答案:对5.热流密度q与热流量的关系为（以下式子A为传热面积，λ为导热系数，h为对流传热系数）：（）参考答案:q＝φ/A6.已知某一导热平壁的两侧壁面温差是30℃，材料的导热系数是22 W/(m·K)，通过的热流密度是300 W/m2，则该平壁的壁厚是多少? ( )参考答案:2.2 m7.在稳态传热过程中，传热温差一定，如果希望系统传热量增大，则不能采用下述哪种手段? ( )参考答案:增大系统热阻8.在传热过程中，系统传热量与下列哪一个参数成反比?参考答案:传热热阻9.下列哪几种传热过程不需要有物体的宏观运动?( )参考答案:导热;辐射10.单位时间通过单位面积的热量称为什么?一般用什么符号表示?( )参考答案:热流密度，q第二章测试1.导温系数是材料传播温度变化能力大小的指标。
（）参考答案:对2.工程中很多导热现象，可归结为稳态导热过程，如通过房屋墙壁和长热力管道管壁的导热。
（）参考答案:对3.傅里叶定律是指在各向同性均质的导热物体中，通过某导热面积的热流密度正比于该导热面法向温度变化率。
（）参考答案:对4.肋片效率是指肋片实际散热量与肋片最大可能散热量之比。
（）参考答案:对5.传热过程的热阻等于壁面两侧对流热阻与壁面的导热热阻之和，相当于串联。
（）参考答案:对6.导温系数的物理意义是什么?( )参考答案:反映材料内部温度趋于一致的能力7.温度梯度表示温度场内的某一点等温面上什么方向的温度变化率? ( )参考答案:法线方向8.接触热阻的存在使相接触的两个导热壁面之间产生什么影响?( )参考答案:出现温差9.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?( )参考答案:导热系数较小的材料10.物体之间发生热传导的动力是什么?( )参考答案:温差第三章测试1.物体的温度随时间而变化的导热过程称为非稳态导热。
高等传热第二章习题答案
2-1首先对铝导线进行分析求出铝导线的温度场，这是一个一维稳态有内热源的问题 在圆柱坐标系中建立其导热微分方程得10v d dt r q λ⎛⎫⎪⎝⎭+= (2.1)其中λ按常物性处理解导热微分方程得212ln 4v q t r c r c λ=-++ (2.2)把边界条件带入上式求解两个常数0r =，0tr∂=∂求得10c =，所以（2.2）式变为224v qt r c λ=-+(2.3)r R =，w t t =求得224v w q c t R λ=+(2.4)铝导线内温度场为()224v w q t t R r λ=+- (2.5)铝导线单位长度发热量： 222l v I Q q R R ρππ==，所以224v I q Rρπ=横截面积2A R π=，所以0.977R mm ===， 1.954D mm =1R R =为裸线直径；2R 为塑胶线的外径对于裸线：()12l w f Q h t t R π=-(2.6)12lw f Q t t h R π=+(2.7)把（2.7）式带入（2.5）式得()2211124l v f Q qt t R r h R πλ=++-(2.8)把lQ 、vq 带入得（2.8）式得()22221232411124f I I t t R r h R R ρρπλπ=++- (2.9)对于塑胶线：21221122ln w fl D D h R t t Q πλπ-=+ (2.10)222111ln 22w f l D t t Q h R D ππλ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭(2.11)把lQ 代入得222122111ln 22w f D I t t R h R D ρπππλ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭(2.12)把（2.12）式带入（2.5）式得 ()2222121221111ln 224v f q D I t t R r R h R D ρπππλλ⎛⎫=+++- ⎪⎝⎭即()2222212412211111ln 224f D I I t t R r R h R D R ρρπππλλπ⎛⎫=+++- ⎪⎝⎭ (2.13)设导线内部0r =时温度为0t ，根据题目要求导线内部最高温度与环境温度的温差不得超过 80℃，即080f t t -=℃时通过导线的电流取到最大值。
高等传热学简答
1. 在求解不稳定导热物体的温度场时，如果这个物体的尺寸很小，并导热系数很大，求解过程可做何种简化？这种简化给求解带来什么方便？温度场是什么样子？ 答：由于该物体尺寸很小，导热系数很大的物体，故Bi<<1。
可以采用集中参数法，即当固体内部的导热热阻小于其表面的换热热阻时，固体内部的温度趋于一致，近似认为固体内部的温度t 仅是时间τ的一元函数而与空间坐标无关，这种忽略物体内部导热热阻的简化方法称为集总参数法。
通常，当毕奥数Bi<0.1时，采用集总参数法求解温度响应误差不大。
这种计算方法可以有效的减少不稳定导热问题的计算量，方便工程上计算不稳定导热问题。
温度场的分布，该物体Bi<<1，外部热阻起到主导作用，因此内部温度趋向均匀。
2. 在温度场确定之后，热流密度场就唯一地被确定；反之，在热流密度场确定之后，温度场也唯一地被确定，这两种说法是否正确？说明原因。
答：第一种说法正确。
对于导热换热过程，根据傅里叶导热定律()q grad t λ=-，热流密度是温度在某一方向上的梯度；对于对流换热过程，()w f t t q h -=，热流密度正比与流体与壁面的温度差；对于辐射换热过程，()441212q T T εϕ=-。
从上述三个式子可以看出，(),()q f c t ϕ=，c 为介质物性参数，()t ϕ为温度变化函数。
温度场确定后，()t ϕ就确定了，则热流密度q 也被确定；但是反之，当热流密度q 确定后，只呢确定温度变化量，无法得到具体的温度场，所以确定的热流密度场不能得到唯一的温度场。
3. 运动粘度ν与紊流粘度εm 有什么区别？运动粘度ν，也叫动量扩散系数，单位m 2/s ，是流体流动时层与层之间相互抵抗产生的；紊流粘度εm 是一个为了研究紊流温度场中热量传递与流场阻力之间关系而引入的一个参数，与运动粘度具有相同量纲，是通过应用比拟理论后获得的动力学参数。
运动粘度νμρ=与流体本身状态有关，粘性的影响主要表现在速度梯度大的贴壁薄膜层里，是流体的物性参数；而湍流粘度则取决于流动中流体混合的强弱程度，与距壁面的地点有关，将在从湍流核心到层流底层的中间过渡区——“缓冲层”里逐渐减小到层流底层时的零值。
高等传热学问答题答案
高等传热学问题及答案1.简述三种基本传热方式的传热机理并用公式表达传热定律；传热问题的边界条件有哪两类？2.有限元法求解传热问题的基本思想是什么？基本求解步骤有哪些？同有限差分方法相比其优点是什么？3.什么是形函数？形函数的两个最基本特征是什么？4.加权余量法是建立有限元代数方程的基本方法，请描述四种常见形式并用公式表达。
5.特征伽辽金法（CG）在处理对流换热问题时遇到什么困难？特征分离法（CBS）处理对流换热问题的基本思想是什么？1：热传导：热传导的发生有两种情况，一种是分子没有发生实际的运动，能量从一个分子传到了另一个分子；另一种是存在自由电子的运动。
热传导在很大程度上依赖于介质的性质，只要存在温度梯度它可以发生在固体、液体和气体中。
傅里叶定律：q x=−k dTdx热对流：液体或者气体中的自由分子会携带者能量从高温区域运动到低温区域，我们称这种由于液体或气体的宏观运动而引起的流体内部热量传递的现象叫热对量。
热对流包括自由对流、强迫对流和混合对流。
牛顿冷却定律：q=h（T w−T a）热辐射：所有的物体在任何温度下都会发生热辐射。
热辐射的本质是物体表面发射出的可以携带能量的电磁波，当这些电磁波碰到其他物体表面是，一部分发生了反射，一部分发生了透射，剩余的部分被吸收了。
热辐射不需要介质，因此在真空中也可以发生。
斯蒂芬-玻尔兹曼定律：q=εσT4（也叫做4次方定律）两类边界条件：①狄利克雷边界条件：给定边界的温度T=T0=C②纽曼边界条件：给定边界处的热流密度q=−k∂T∂n=h（T w−T a）或者是对流换热系数以及空气的温度-k∂T∂n2：思想：将连续体看做只是在节点处相连接的一组有限个单元的组合体，把节点温度作为基本未知量，然后用形函数和节点温度的线性组合来表示单元内任意一点的温度，建立求解节点温度的有限元方程，求解方程得出有限个离散点上的温度的近似解，并用这一近似解来代替实际物体内连续的温度分布，随着单元数目的增加，近似解就越接近于精确解。
高等传热学复习题参考答案
高等传热学复习题答案10、燃用气、液、固体燃料时火焰辐射特性。
答：燃料的燃烧反应属于比较剧烈的化学反应。
由于燃烧温度较高，而且燃料的化学成分一般都比较复杂，所以燃烧反应的过程是非常复杂的过程，一般的燃料燃烧时火焰的主要成分还有CO2、H2O、N2、O2等，有的火焰中还有大量的固体粒子。
火焰中还存在大量的中间参悟。
在不同的工况下，可能有不同的中间产物和燃烧产物。
火焰的辐射光谱是火焰中的各种因素作用的结果。
燃烧中间产物或燃烧产物受火焰加热，要对外进行热辐射。
在火焰的高温环境下，固体粒子的辐射光谱多为热辐射的连续光谱，而气体分子的发射光谱多为分段的发射或选择性吸收。
此外，还有各物质的特征光谱对火焰的辐射的影响。
在工业火焰的温度水平下，氧、氢等结构对称的双原子分子没有发射和吸收辐射的能力，它们对于火焰光谱的影响比较小。
而CO2和H2O等结构不对称的分子以及固体粒子对火焰光谱的影响起主导作用。
在火焰中大量的中间产物虽然存在时间很短，但对火焰辐射光谱也有一定的影响。
（该答案仅供参考）11、试述强化气体辐射的各种方法。
答：气体辐射的特点有：①不同种类的气体的辐射和吸收能力各不相同；②气体辐射对波长具有强烈的选择性；③气体的辐射和吸收是在整个容积中进行的，辐射到气体层界面上的辐射能在辐射行程中被吸收减弱，减弱的程度取决于辐射强度及途中所遇到的分子数目。
气体的辐射和吸收是气层厚度L、气体的温度T和分压p（密度）的函数，。
由贝尔定律可知，单色辐射在吸收性介质中传播时其强度按指数递减。
由上述可知，强化气体辐射的方法有：提高气体的温度；减小气体层的厚度，；选择三原子、多原子及结构不对称的双原子气体；减小气体的分压。
（该答案仅供参考）12、固体表面反射率有哪几种？答：被表面反射的能量与投射到表面的能量之比定义为表面反射率。
固体表面反射率有：①双向单色反射率；②单色定向-半球反射率；③单色半球-定向发射率。
13、说明相似理论在对流换热分析中的应用。
传热学学习通课后章节答案期末考试题库2023年
传热学学习通课后章节答案期末考试题库2023年1.设A={1，2，3}，则A上的二元关系有( )个参考答案:2332.格拉晓夫准则Gr越大，则表征浮升力越大参考答案:对3.下列哪一种表达式是错误的（）?参考答案:q=r,4t4.如果在水冷壁的管子里结了一层水垢，其他条件不变，管壁温度与无水垢时相比将（）参考答案:提高5.热流密度q与热流量的关系为(以下式子A为传热面积，λ为导热系数，h为对流传热系数) （）参考答案:q=φ/A6.削弱辐射换热的有效方法是加遮热板，而遮热板表面的黑度应参考答案:小一点好7.当导热过程在两个直接接触的固体表面之间进行，为了减少接触热阻，在接触表面之间衬以导热系数大且硬度大的材料参考答案:错8.有-NTU法进行换热器的校核计算比较方便，这是因为不需要计算对数平均温差参考答案:对9.对充换热系数为 1000W/(m 2 · K) 、温度为 77 ℃的水流经 27 ℃的壁面，其对流换热的热流密度为( )参考答案:5 × 104 W/m 210.流体流过管内进行对流换热时，当 l/d 时，要进行入口效应的修正。
( )参考答案:＜5011.炉墙内壁到外壁的热传递过程为( )参考答案:导热12.由于蒸汽中存在空气，会使水蒸气凝结时表面传热系数()。
参考答案:减小13.集合A上的相容关系R的关系矩阵M(R)的对角线元素有的是1参考答案:错14.绝大多数情况下强制对流时的对流换热系数 ( ) 自然对流。
参考答案:大于15.在传热过程中，系统传热量与下列哪一一个参数成反比?（）参考答案:传热热阻16.对于过热器中：高温烟气→外壁→ 内壁→过热的传热过程次序为( )参考答案:复合换热、导热、对流换热17.温度对辐射换热的影响对对流换热的影响。
( )参考答案:大于18.规定了边界上的热流密度值，称为第二类边界条件参考答案:对19.导热系数的单位是:( )参考答案:W/(m.K)20.Re准则数的表达式为（）参考答案:uL/v21.设R为实数集，映射f:RR，f(x)=-x2+2x-1，则f是既不是单射，也不是满射参考答案:对22.设A={1，2，3}，B={a，b}，下列各二元关系中是A到B的函数的是R={<1,a>,<2,a>,<3,a>}参考答案:对23.凡平均温度不高于350℃、导热系数不大于0.12W/(m.K)的材料称为保温材料。
高等传热第三章习题答案
3-1气流温度按简谐波变化时，热电偶的温度响应为()*cos B θωτϕ=+(1.1)其中()arctan r A B ϕωτ==-按题目要求221/1/2010s s Tπππω===,3890039011028.925620r cV s hAρτ-⨯⨯⨯===⨯,()220/h W m K = ，根据题目提供的热电偶测量的最高、最低温度，求出热电偶测量的温度变化的振幅如下式13012432A -== (1.2)把r ωτ、的数据代入（1.2）中得气流温度变化的振幅27.4f A =，所以真实气体温度变化的最大、最小值为 m ax 13012427.4154.42t +=+=(1.3)m in 13012427.499.62t +=-=(1.4)3-21）该导热问题的数学描述为（设w t t θ=-，00w t t θ=-）22000a x x xx θθττθθθδθ⎧∂∂=⎪∂∂⎪==⎪⎨∂⎪==⎪∂⎪==⎩ (1.5)2）用分离变量法求解平壁中温度场设()()(),x X x T θττ=则式（1.5）中的导热微分方程式可写为'2"1X T Xa Tε==-(1.6)解()T τ的方程得()2a T Ceεττ-= (1.7)解()X x 的方程得()()()cos sin X x A x B x εε=+(1.8)把关于x 的边界条件代入（1.8）式得0B =，2n n ππεδ+=（n=0，1，2…）()220exp 22,cos n n x a A n n x ππτππδδθτ∞=⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫+-+⎢⎥⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎢⎥⎣⎦=∑(1.9)把初始条件代入式（1.9）得002cos n n x A n ππδθ∞=⎡⎤⎛⎫+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦=∑(1.10)解得()()()()0002022cos 4121cos nn x n dx A x n n dx δδππθπθδππδ⎡⎤+⎢⎥-⎣⎦==+⎡⎤+⎢⎥⎣⎦⎰⎰(1.11)把（1.11）代入（1.9）得()()()2020exp 2241,cos 21nn xa n n x n ππτππδδθτθπ∞=⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫+-+⎢⎥⎪⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎢⎥⎣⎦-=+∑(1.12) 3）用拉普拉斯变换法求该问题适用于短时间的解设0t t θ=-则拉式变换后的导热问题数学描述为_2_2__00w s d a dx d x dx x sθθθθδθ⎧⎪=⎪⎪⎪==⎨⎪⎪==⎪⎪⎩(1.13)解得_chxθ=(1.14)整理上式可得_expexp x xθ+=(1.15)())()_exp exp exp x x δθ⎡⎤+=(1.16)())()()()()_expexp 1exp 2nw n x x s θθδδδ∞=⎡⎤=-++--⎣⎦∑(1.17)()()()()(){}_1exp 21exp 21nwn n x n x sθθδδ∞=⎡⎤⎡⎤=-++++-⎣⎦⎣⎦∑(1.18)短时间的解()()()(()()({}_01e 21e 21nw n rfc n x rfc n x θθδδ∞=⎡⎤⎡⎤=-++++-⎣⎦⎣⎦∑ (1.19)3-3该导热问题的数学描述为，设0t t θ=-22000a xx qxx θθττθθλδθ⎧∂∂=⎪∂∂⎪==⎪⎨∂⎪=-=⎪∂⎪==⎩ (1.20)解上述导热问题设()2qx θθδλ=--，首先求解()2,x θτ()2222222000a xqx x xx θθττθδλθδθ⎧∂∂=⎪∂∂⎪⎪==-⎪⎨⎪∂==⎪∂⎪⎪==⎩ (1.21)与题3-2相同，解上式可得()220exp 22,cos n n x a A n n x ππτππδδθτ∞=⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫+-+⎢⎥⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎢⎥⎣⎦=∑(1.22)把初始条件代入可得 ()02cos n n qx x A n πδπλδ∞=⎡⎤⎛⎫-+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦-=∑(1.23)解得()()()142112121n n q x A n n δλπδπ-⎡⎤⎛⎫=--+⎢⎥ ⎪++⎝⎭⎣⎦ (1.24)()2qx θθδλ=--，把（1.24）代入（1.22）得平壁中温度场()()()221041exp 2122211cos 21n n qq x a x n n n x n δππτδππλλπδδθδπ∞-=⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫-++-+⎢⎥⎢⎥⎪ ⎪ ⎪⎢⎥+⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦=--++∑(1.25)3-4解：该问题的数学描述可表示为：22t t axτ∂∂=∂∂ 0x δ≤≤ 0τ>0t t = 0x δ≤≤ 0τ= 0t t q Cxλτ∂∂-=-∂∂ x δ= 0τ>0t t = 0x = 0τ>将上述数学描述无量纲化可得：22FoXθθ∂∂=∂∂ 01X ≤≤ 0F o >0θ= 01X ≤≤ 0F o =M KXF oθθ∂∂=-∂∂ 1X = 0F o >0θ= 0X = 0F o >其中：2a F o τδ=xX δ=CCaK cδρλδ==0q M δλ=对无量纲化的方程及边界条件做拉普拉斯变换，得220d s dxθθ-= 01X ≤≤ 0s >d M K s dxsθθ=- 1X = 0s >0θ= 0X = 0s >解此方程可得：M shθ⋅=对θ做拉普拉斯反变换可得出原函数θ。
高等传热学复习题答案
高等传热学复习题答案一1、简述求解导热问题的各种方法和傅立叶定律的适用条件。
答：（1）求解导热微分方程主要依靠三大方法：A理论法；B试验法；C综合理论和试验法。
①理论法：借助数学、逻辑等手段，根据物理规律，找出答案。
它又分为：分析法；以数学分析为基础，通过符号和数值运算，得到结果。
方法有：分离变量法，积分变换法(Lap lace变换，Fourier变换)，热源函数法，Green函数法，变分法，积分方程法等等，数理方程中有介绍。
近似分析法：积分方程法，相似分析法，变分法等。
分析法的优点是理论严谨，结论可靠，省钱省力，结论通用性好，便于分析和应用。
缺点是可求解的对象不多，大部分要求几何形状规则，边界条件简单，线性问题。
有的解结构复杂，应用有难度，对人员专业水平要求高。
数值法：是当前发展的主流，发展了大量的商业软件。
方法有：有限差分法，有限元法，边界元法，直接模拟法，离散化法，蒙特卡罗法，格子气法等，大大扩展了导热微分方程的实用范围，不受形状等限制，省钱省力，在依靠计算机条件下，计算速度和计算质量、范围不断提高，有无穷的发展潜力，能求解部分非线性问题。
缺点是结果可靠性差，对使用人员要求高，有的结果不直观，所求结果通用性差。
比拟法：有热电模拟，光模拟等②试验法：在许多情况下，理论并不能解决问题，或不能完全解决问题，或不能完美解决问题，必须通过试验。
试验的可靠性高，结果直观，问题的针对性强，可以发掘理论没有涉及的新规律。
可以起到检验理论分析和数值计算结果的作用。
理论越是高度发展，试验法的作用就越强。
理论永远代替不了试验。
但试验耗时费力，绝大多数要求较高的财力和投入，在理论可以解决问题的地方，应尽量用理论方法。
试验法也有各种类型：如探索性试验，验证性试验，比拟性试验等等。
③综合法：用理论指导试验，以试验促进理论，是科学研究常用的方法。
如浙大提出计算机辅助试验法(CAT)就是其中之一。
（2）傅里叶定律适用于稳态、非稳态，变导热系数，各向同性，多维空间，连续光滑介质，气、液、固三相的导热问题，但其表现形式上为已知热流方向的一维问题。
高等传热习题答案全部
1-21）推导柱坐标系中的导热微分方程因为cos x r ϕ=，sin y r ϕ=，z z =所以有111cos sin 0x xx r y yx r z zx r ϕϕ⎧∂∂==⎪∂∂⎪⎪∂∂==⎨∂∂⎪⎪∂∂==⎪∂∂⎩ 222sin cos 0x xr x y yr x z zx ϕϕϕϕϕ⎧∂∂==-⎪∂∂⎪⎪∂∂==⎨∂∂⎪⎪∂∂==⎪∂∂⎩ 333001x xx z y yx z z zx z ⎧∂∂==⎪∂∂⎪⎪∂∂==⎨∂∂⎪⎪∂∂==⎪∂∂⎩ 由上面关系式我们可得11r H H ===(1.1)2H H r ϕ===(1.2)31z H H ==(1.3)由（1.1）、（1.2）、（1.3）得H r =32211V i i i i H t t q Hx H x =⎛⎫∂∂∇=+ ⎪∂∂⎝⎭∑ (1.4)把（1.1）、（1.2）、（1.3）代入式（1.4）中得柱坐标系中的导热微分方程22222211t t tt r r r r r zϕ∂∂∂∂⎛⎫∇=++ ⎪∂∂∂∂⎝⎭ (1.5)2）推导球坐标系中的导热微分方程因为sin cos x r θϕ=，sin sin y r θϕ=，cos z r θ=所以有111sin cos sin sin cos x xx r y yx r z zx r θϕθϕθ⎧∂∂==⎪∂∂⎪⎪∂∂==⎨∂∂⎪⎪∂∂==⎪∂∂⎩ 222c o s c o s c o s s i n sin x xr x y yr x z zr x θϕθθϕθθθ⎧∂∂==⎪∂∂⎪⎪∂∂==⎨∂∂⎪⎪∂∂==-⎪∂∂⎩ 222s i n s i n s i n c o s 0x xr x y yr x z zx θϕϕθϕϕϕ⎧∂∂==-⎪∂∂⎪⎪∂∂==⎨∂∂⎪⎪∂∂==⎪∂∂⎩ 由上面关系式我们可得11r H H === (1.6)2H H r θ===(1.7)3sin H H r ϕθ===(1.8)由（1.1）、（1.2）、（1.3）得2sin H r θ=把（1.6）、（1.7）、（1.8）代入式（1.4）中得球坐标系中的导热微分方程22222222111sin sin sin t t tt r r r r r r θθθθθϕ∂∂∂∂∂⎛⎫⎛⎫∇=++ ⎪ ⎪∂∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭ (1.9)1-4设,,r θϕ为导热系数主轴则sin rr tq r t q r t q r θθϕϕλλθλθϕ⎧∂=-⎪∂⎪∂⎪=-⎨∂⎪∂⎪=-⎪∂⎩(1.10)在非稳态导热微分方程中311i i i i H q q Hx H =⎛⎫∂∇=⎪∂⎝⎭∑ (1.11)其中球坐标系中11H =，2H r =，3sin H r θ=，2sin H r θ=，由（1.10），（1.11）得22222111sin sin sin r t t t q r r r r r r θϕλλθλθθθθϕϕ⎛⎫∂∂∂∂∂∂⎛⎫⎛⎫-∇=++ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭(1.12) 非稳态导热微分方程为V tcq q ρτ∂=-∇+∂ (1.13)将（1.12）代入（1.13）得各向异性介质在球坐标系中(),,r θϕ中的非稳态导热方程22222111sin sin sin r v t t t t cr q r r r r r θϕρλλθλτθθθθϕϕ⎛⎫∂∂∂∂∂∂∂⎛⎫⎛⎫=+++ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭(1.14)1-5有题目中的给定的已知条件得sin cos sin sin cos xAch yAch zAsh ηθϕηηθϕηηθη⎧∂=⎪∂⎪⎪∂=⎨∂⎪⎪∂=⎪∂⎩c o s c o s c o s s i n s i n xA s hyA s h zA c hηθϕθηθϕθηθη⎧∂=⎪∂⎪∂⎪=⎨∂⎪∂⎪=-⎪∂⎩s i ns i n s i n c o s 0xAsh yAsh zηθϕϕηθϕϕϕ⎧∂=-⎪∂⎪⎪∂=⎨∂⎪⎪∂=⎪∂⎩由以上公式可得椭球坐标系的拉梅系数为sin H H H Ash ηθϕηθ⎧=⎪⎪=⎨⎪=⎪⎩(1.15)()32222sin sin cos H A sh ch sh ηθηθηθ=+(1.16)把式（1.15）、（1.16）代入（1.4）中得()22222222222222211cot sin sin cos t t t t tt cth A sh A ch sh ηθηηθθηθϕηθηθ⎛⎫∂∂∂∂∂∇=++++⎪∂∂∂∂∂+⎝⎭(1.17)2-1首先对铝导线进行分析求出铝导线的温度场，这是一个一维稳态有内热源的问题 在圆柱坐标系中建立其导热微分方程得10v d dt r q λ⎛⎫⎪⎝⎭+= (2.1)其中λ按常物性处理解导热微分方程得212ln 4v q t r c r c λ=-++ (2.2)把边界条件带入上式求解两个常数0r =，0tr∂=∂求得10c =，所以（2.2）式变为224v qt r c λ=-+(2.3)r R =，w t t =求得224v w q c t R λ=+(2.4)铝导线内温度场为()224v w q t t R r λ=+- (2.5)铝导线单位长度发热量： 222l v I Q q R R ρππ==，所以224v I q Rρπ=横截面积2A R π=，所以0.977R mm ===， 1.954D mm =1R R =为裸线直径；2R 为塑胶线的外径对于裸线：()12l w f Q h t t R π=-(2.6)12lw f Q t t h R π=+(2.7)把（2.7）式带入（2.5）式得()2211124l v f Q qt t R r h R πλ=++-(2.8)把lQ 、vq 带入得（2.8）式得()22221232411124f I I t t R r h R R ρρπλπ=++- (2.9)对于塑胶线：21221122ln w fl D D h R t t Q πλπ-=+ (2.10)222111ln 22w f l D t t Q h R D ππλ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭(2.11)把lQ 代入得222122111ln 22w f D I t t R h R D ρπππλ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭(2.12)把（2.12）式带入（2.5）式得 ()2222121221111ln 224v f q D I t t R r R h R D ρπππλλ⎛⎫=+++- ⎪⎝⎭即()2222212412211111ln 224f D I I t t R r R h R D R ρρπππλλπ⎛⎫=+++- ⎪⎝⎭ (2.13)设导线内部0r =时温度为0t ，根据题目要求导线内部最高温度与环境温度的温差不得超过 80℃，即080f t t -=℃时通过导线的电流取到最大值。
传热学第五版第五章答案
传热学第五版第五章答案【篇一：高等传热第五章习题答案】面矩形直肋关于中线是对称的，在对称面上为绝热边界条件，所以这里只研究其关于中心位置对称的一部分的温度场情况。
其图形如下图所示：各个边界条用有限差分法求解肋片中的二维稳态温度场1. 将区域离散化，把原来在空间上连续的物理量的场，转化为有限个离散的网格单元节点。
沿x方向和沿y方向分别按间距?x和?y，?x和?y相等，将x轴方向等划分为40段线段，y方向等划分为20段线段，将用一系列与坐标轴平行的网格线，把求解区域分割成许多小的矩形网格。
网格线的交点成为节点每个节点，每个节点可以看作是以它为中心的一个区域的代表。
?绝热……（21）……2. 建立离散方程，41? 区域内的所有点，包括内节点?i,j?都应满足以上的方程。
把内节点，即i?2……n?1，j?2……m?1处的二阶偏导数用对应的差商来近似，?2tti,j?1?2ti,j?ti,j?1?2tti?1,j?2ti,?jt??? ， ?y2?x2?y2?x2则有：ti,j?i1,j1?ti?1,j?ti?1,j?ti,j?1?ti,j?1? 4? 边界上的点：当i?1，j?2……n-1时，为了使个节点的精度能够平衡，可以利用虚节点的概念对此边界节点进行处理，，则节点?1,j?可以按照内节点处理，得到：ti,j?1t1,j?1?t1,j?1?2t2,j? ?4当i?1，j?1时，ti,j?1t1,2?t2,1? ?2当i?2……n-1，j?1时，节点的处理也可以引进虚节点的概念，看成是内节点，则有：ti,1?1?ti?1,1?ti?1,1?2ti,2? 4当 i?n，j?1……m，根据边界条件则有：ti,j?t0当j?m，i?2……n-1，根据边界条件则有： ??所以可以假想上部有一个虚节点ti,m?1，则有：ti,m?ti,m?1?y?h?ti,m?tf?，但其精度低，ti,m?将??1ti?1,m?ti?1,m?ti,m?1?ti,m?1? ?42h?yti,m?1?ti,m?12?y???h?ti,m?tf?，得到：ti,m?1?2h?y??tf?ti,m??ti,m?1将其带入上式，可以得到：ti,m??ti?1,m?ti?1,m?2ti,m?1?2h?y??tf??4?? ?????当j?m,i?1时，假想两个虚节点t0,m和t1,m?1 则有：t1,m?1?t2,m?t1,m?1?t1,m?1?t0,m? 4将式子t0,m?t2,m?t1m,?12h?y??tf?t1m,??t?1m带入上式可以得到：,1h?y??h?y??t1,m??t2,m?t1,m?1?tf??2????????温度的无量纲化：令??t?tft0?tf，其中令tf?0,t0?1。
传热学智慧树知到课后章节答案2023年下山东科技大学
传热学智慧树知到课后章节答案2023年下山东科技大学山东科技大学第一章测试1.炉墙由内壁到外壁的热传递过程为（）。
A:热辐射 B:热对流 C:导热 D:对流传热答案:导热2.棉被经过晾晒、拍打，晚上盖着感觉暖和了，是因为（）。
A:棉被中存储了热量 B:棉被经拍打蓬松后，导热系数变小了 C:棉被的导温系数变小了 D:棉被内表面的表面传热系数变小了答案:棉被经拍打蓬松后，导热系数变小了3.冬天，雪融化所需的热量可通过以下途径得到（）。
A:空气的对流传热量 B:地面的导热量 C:与环境中固体表面间的辐射换热量 D:来自太阳的辐射热量答案:空气的对流传热量;地面的导热量;与环境中固体表面间的辐射换热量;来自太阳的辐射热量4.稳态传热过程中，传热温差一定，可采取下列哪些措施增大传热量？（）A:增大传热系数 B:增大传热热阻 C:增大传热面积 D:增大表面传热系数答案:增大传热系数;增大传热面积;增大表面传热系数5.冬季室内暖气片的散热过程包括哪些热量传递方式？以暖气片内走热水为例。
（）A:暖气片外壁到室内环境和空气，热量传递方式有辐射传热和对流传热 B:暖气片内壁到外壁热量传递方式是导热 C:热水和暖气片管道内壁热量传递方式是对流传热答案:暖气片外壁到室内环境和空气，热量传递方式有辐射传热和对流传热;暖气片内壁到外壁热量传递方式是导热;热水和暖气片管道内壁热量传递方式是对流传热第二章测试1.一般而言，金属的导热系数值高于非金属的导热系数值。
（）A:对 B:错答案:对2.在相同条件下，下列哪种物质的导热能力最差？（）。
A:油 B:水 C:空气 D:氢气答案:氢气3.一般情况下，对于材料的导热系数，下列描述中哪种是错误的？（）。
A:合金小于纯金属 B:气体小于固体 C:导电体小于非导电体 D:液体小于固体答案:导电体小于非导电体4.已知某一导热平壁的两侧壁面温差是30℃，材料的导热系数是22W/(m ∙K)，通过的热流量是300W，传热面积为1000cm2，则该壁面的厚度是（）。
高等传热学复习题答案
高等传热学复习题答案一、选择题1. 传热的基本方式包括：A. 导热B. 对流C. 辐射D. 所有以上答案：D2. 稳态导热与非稳态导热的区别在于：A. 温度随时间变化B. 温度不随时间变化C. 热量传递方向D. 热量传递速率答案：A3. 傅里叶定律描述的是：A. 导热现象B. 对流现象C. 辐射现象D. 热传导与热对流的关系答案：A4. 牛顿冷却定律适用于：A. 固体导热B. 流体对流C. 辐射传热D. 非稳态导热答案：D5. 黑体辐射定律中，辐射强度与温度的关系是：A. 线性关系B. 对数关系C. 指数关系D. 幂次关系答案：D二、简答题1. 解释什么是热传导和热对流，并简述它们的主要区别。
热传导是指热量通过物体内部分子振动和自由电子运动传递的过程，是一种分子内部的能量传递方式，不需要物质的宏观流动。
热对流则是由于流体中温度差异引起的密度差异，导致流体发生宏观流动，从而实现热量的传递。
主要区别在于热传导不涉及物质的宏观运动，而热对流则需要。
2. 描述傅里叶定律的物理意义及其数学表达式。
傅里叶定律描述了在稳态导热条件下，单位时间内通过单位面积的热量与温度梯度成正比的关系。
其数学表达式为：\[ q = -k\frac{dT}{dx} \]，其中 \( q \) 是热流密度，\( k \) 是材料的热导率，\( \frac{dT}{dx} \) 是温度梯度。
三、计算题1. 一个长为L的长直金属棒，其两端温度分别为T1和T2，金属棒的热导率为k。
求棒中任意位置x处的温度。
根据傅里叶定律，可以列出稳态导热方程：\[ -k\frac{d^2T}{dx^2} = 0 \]，解得：\[ T(x) = Ax + B \]，其中A和B是常数。
根据边界条件 \( T(0) = T1 \) 和 \( T(L) = T2 \)，可以得到：\[ T(x) = T1 + \frac{T2 - T1}{L}x \]2. 一个封闭房间内的空气温度为Ta，房间外的墙面温度为Tw。
传热学题库及参考答案
传热学题库及参考答案1、原油中的硫化物在高温时能形成( )腐蚀介质。
A、RSB、SC、S-H2S-RSHD、H2S答案：C2、列管换热器的传热效率下降可能是由于( )A、壳体内不凝汽或冷凝液增多B、管束与折流伴的结构不合理C、壳体介质流动过快D、壳体和管束温差过大答案：A3、制冷分为四个过程，其中给深冷分离提供冷剂是在( )过程中。
A、压缩B、膨胀C、蒸发D、冷凝答案：C4、已知环氧乙烷合成反应器生产能力为144t/d，年工作时间8000h，按乙烯原料计算，生成环氧乙烷的选择性为71%，通入反应器的乙烯为43720kg/h （原子量:C-12，H-1，O-16），下列生产指标正确的是( )A、反应器年生产能力为48kt/a，乙烯转化率为12.3%B、反应器年生产能力为52.56kt/a，乙烯转化率为12.3%；C、反应器年生产能力为48kt/a，乙烯的转化率为8.73%D、反应器年生产能力为52.56kt/a，乙烯的转化率为8.73%答案：A5、套管换热器的换热方式为( )A、混合式B、间壁式C、蓄热式D、其他方式答案：B6、输送膏状物应选用( )A、往复泵B、压缩机C、齿轮泵D、离心泵答案：C7、传热过程中当两侧流体的对流传热系数都较大时，影响传热过程的将是( )A、管壁热阻；B、污垢热阻；C、管外对流传热热阻；D、管内对流传热热阻；答案：B8、裂解气深冷分离的主要依据是( )A、各烃的相对挥发度不同B、各烃分子结构的不同C、各烃分子量的大小D、各烃分子间作用力不同答案：A9、对于一级反应其半衰期与反应物的起始浓度( )A、成反比B、无关C、成正比D、不确定答案：B10、产生离心泵启动后不进水的原因是( )。
A、泵内发生汽蚀现象B、吸入管浸入深度不够C、填料压得过紧D、轴承润滑不良答案：B11、有机化合物及其水溶液作为载冷剂使用时的主要缺点是( )A、凝固温度较高B、腐蚀性强C、价格较高D、载热能力小答案：C12、乙烯工业上前加氢和后加氢是依( )为界划分的。
传热学知到章节答案智慧树2023年兰州理工大学
传热学知到章节测试答案智慧树2023年最新兰州理工大学第一章测试1.传热学是研究有温差存在时的热能传递规律。
（）参考答案:对2.傅里叶定律中，热量传递方向与温度升高方向相同。
（）参考答案:错3.在一个串联的热量传递过程中，如果通过各个环节的热流量相同,则各串联环节的总热阻等于各串联环节热阻之和。
（）参考答案:对4.热量传递过程的动力是:( )参考答案:温度差5.热辐射的特点不包括下列哪一点。
( )参考答案:仅能发生在流体中6.传热方程式中，传热系数的单位是:（）参考答案:W/(m2·K)7.尽管各个科学技术领域中遇到的传热问题形式多样,但大致可以归纳为哪三种？（）参考答案:温度控制;削弱传热;强化传热8.热能传递的三种基本方式：（）参考答案:热传导;热辐射;热对流9.下列各参数中，属于物性参数的是?（）参考答案:密度;热导率;热扩散率10.下列哪几种传热方式不需要有物体的宏观运动?（）参考答案:热辐射;热传导第二章测试1.傅里叶导热定律数学表达式中温度梯度的方向表示温度升高的方向。
（）参考答案:对2.按照能量守恒定律，在任-时间间隔内有以下热平衡关系(以微元体为研究对象)：导入热量+内热源生成热=导出热量。
（）参考答案:错3.在研究-维平板导热问题时，导热热阻数学表达为: δ/入, 常称作面积热阻。
（）参考答案:错4.研究等截面直肋的导热问题时，一般假设沿高度方向肋片温度不变。
（）参考答案:对5.温度场中同一瞬间相同温度各点连成的面称为（）参考答案:等温面6.在研究导热问题时需要通过边界条件来求解温度场，其中规定了边界上的温度值为:（）参考答案:第一类边界条件7.在传热过程中，系统的传热量与下面哪一个参数成反比：（）参考答案:传热热阻8.在采用加肋片方法增强传热时，将肋片加装在一侧。
（）参考答案:传热系数较小9.下列各参数中，属于物性参数的是:（）参考答案:导温系数;导热系数10.对于一维问题,常见的三类边界条件中组合可以得出温度场的确定的解。
传热学(华东交通大学)知到章节答案智慧树2023年
传热学（华东交通大学）知到章节测试答案智慧树2023年最新绪论单元测试1.导热，对流，辐射换热是热量传递的三种基本方式。
参考答案:错2.传热系数和导热系数单位不同。
参考答案:对3.下列哪几种传热过程不需要有物体的宏观运动？参考答案:导热;辐射4.热量传递的三种基本方式为（）。
参考答案:热辐射;热对流;热传导5.太阳与地球间的热量传递属于下述哪种传热方式?参考答案:热辐射6.温度对辐射换热的影响（）对对流换热的影响。
参考答案:可能大于、小于7.物体不论( )高低，都在相互辐射能量，只是辐射能量的大小不同。
参考答案:温度8.工程中常遇到热量从固体壁面一侧的高温流体，通过固体壁传递给另一侧低温流体的过程，称为( )。
参考答案:热传导9.热辐射和流体对流及导热一样，需有温差才能发射辐射能。
参考答案:错10.传热学就是研究( ) 引起的热量传递规律的学科。
参考答案:温差第一章测试1.导热问题的第一类边界条件是已知（）。
参考答案:壁温2.下面材料中哪种材料的导热系数最小（）。
参考答案:硅藻土砖3.温度梯度表示温度场内的某一地点等温面法线方向的温度变化率。
参考答案:对4.表征材料导热能力的物理量是（）。
参考答案:导热系数5.按照导热机理，水的气、液、固三种状态中（）状态下的导热系数最小。
参考答案:气态6.气体的导热系数随温度的升高而（）。
增加7.一般而言，金属比非金属（介电体）的导热系数值是（ )。
参考答案:较高的8.当物性参数为常数且无内热源时的导热微分方程式可写为（）。
参考答案:эt/эτ=a△2t9.用手抚摸不同材料的两个物体，感觉冷热与其感受到的热流密度没有关系。
参考答案:错10.第三类边界条件规定了边界上物体与周围流体间的表面传热系数以及物体的壁面温度。
参考答案:错第二章测试1.接触热阻的存在使相接触的两个导热壁面之间产生什么影响?出现温差2.圆柱壁面双层保温材料敷设过程中，为了减少保温材料用量或减少散热量，应该采取措施是（）。
传热学智慧树知到答案2024年沈阳农业大学
传热学沈阳农业大学智慧树知到答案2024年绪论单元测试1.将保温瓶的双层玻璃中间抽成真空，其目的是什么？（）A:减少导热与热对流B:减少热对流C:减少热对流与热辐射D:减少导热答案:A2.炉墙内壁的外到外壁的热传递过程（）。
A:热对流B:导热C:复合换热D:对流换热答案:B3.热流密度的定义式决定了它与温度梯度成正比，且方向相反。
（）A:对 B:错答案:A第一章测试1.下列材料中导热系数最大的是 ( ) 。
A:纯铜B:天然金刚石C:纯铁D:黄铜答案:A2.在稳态导热过程中，决定物体内温度分布的是（）。
A:导热系数B:密度C:传热系数D:导热温系数答案:A3.若已知某种气体的密度为0.617kg／m3，比热为1.122kJ／(kg·K)，导热系数为0.0484W／(m.K)，则其导温系数是多少? ( )A:14.3m2／sB:0.0699m2／sC:69.9×10-6m2／sD:1.43×104m2／s答案:C第二章测试1.当采用加肋片的方法增强传热时，最有效的办法是将肋片加在哪一侧？( )A:传热系数较小的一侧B:流体温度较低的一侧C:传热系数较大的一侧D:流体温度较高的一侧答案:A2.导热热阻的单位为（）。
A:m2.KB:W/m2C:W/m.KD:m2.K/W答案:D3.肋壁总效率为肋壁实际散热量与肋壁侧温度均为肋基温度时的理想散热量之比。
（）A:对 B:错答案:A4.稳态导热过程也可以有其他热量传递方式参与其中。
（）A:错 B:对答案:B第三章测试1.下列那个表示非稳态导热过程的无因次时间？（）。
A:PrB:ReC:FoD:Bi答案:C2.毕渥数也称为准则数。
（）A:错 B:对答案:B3.毕渥数和傅里叶数称为特征数，具有特定的物理意义。
（）A:错 B:对答案:B第四章测试1.下列那个表示非稳态导热过程的无因次时间？（）。
A:BiB:FoC:ReD:Pr答案:B2.导热问题数值解法是用于分析解法解决不了的问题的一种解法，具有绝对优势。
高等传热第四章习题答案
4-1用二分法编程求解课本中公式（4-1-11）()()20exp s m erf ηη-=(4.1)()()2exp erf ηη-=(4.2)当Ste=0.1，0.2，0.3，…1.0，时求解的η值如下表所示 表 4-1根据表1中数据绘出Ste η-的关系曲线如下图所示η A x i s T i t l eSte Axis Title图 4-14-2这里把固定在铜丝上的坐标系称作定坐标系x y z --，把固定在拉丝模上的坐标系称作动坐标系ξηζ--，假设铜丝自右向左移动则以铜丝为定坐标系，拉丝模相当于一自左向右移动的移动热源，其温度场与课本中移动热源在细杆中形成的温度场一样，在动坐标系中的温度场 当0ξ≤时1exp 2u A a θξ⎧⎫⎤⎪⎪⎥=-⎨⎬⎥⎪⎪⎦⎩⎭(4.3)当0ξ≥时2exp 2u B a θξ⎧⎫⎤⎪⎪⎥=-⎨⎬⎥⎪⎪⎦⎩⎭(4.4)其中x u ξτ=-4-3这里把固定在流体上的坐标系称作定坐标系x y z --，把固定在滤网上的坐标系称作动坐标系'''x y z --，假设流体自右向左移动则以流体为定坐标系，滤网相当于一自左向右移动的移动热源，其在动坐标系中温度场与课本中移动热源在细杆中形成的温度场一样 当'0x ≤时'1exp 2u A x a θ⎧⎫⎤⎪⎪⎥=-⎨⎬⎥⎪⎪⎦⎩⎭(4.5)当'0x ≥时'2exp 2u B x a θ⎧⎫⎤⎪⎪⎥=-⎨⎬⎥⎪⎪⎦⎩⎭(4.6)其中'x x u ξτ=--4-41）无量纲温度场在用焊条焊接两块很薄的金属平板表面时，如果表面的散热损失与热源的发热量相比可以忽略，则可以忽略薄板在厚度方向的温差；在这里也忽略相变和物性随温度的变化等复杂因素，则把该问题简化为二维瞬态导热问题来处理，相当于无限大介质中的移动线热源问题。
课本给出了无限大介质中移动线热源准稳定状态（即动坐标系中）温度场的解0exp 22l q u t t K a ξθπλ∞⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦(4.7)其中线热源的强度l Qq δ=，2Q kW =为焊接消耗功率，3mm δ=为钢板厚度。
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7-4，常物性流体在两无限大平行平板之间作稳态层流流动，下板静止不动，上 板在外力作用下以恒定速度 U 运动，试推导连续性方程和动量方程。 解：按照题意
v 0, v v 0 y x
故连续性方程
u v 0 x y
可简化为 u 0 x
因流体是常物性，不可压缩的，N-S 方程为 x 方向：
() erf ( ) Pr1 2 2
(0) ( Pr )1 2
则 Nux
0.564
Re
1 x
2
Pr1 2
8-4，求证，常物性不可压缩流体，对于层流边界层的二维滞止流动，其局部努
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赛尔特数满足 Nux 0.57 Re2 Pr0.42
证明：对于题中所给情况，能量方程可表示为
u
u
u x
v
u y
Fx
1
p y
v(
2u x 2
2u y 2
)
可简化为
Fx
p x
2v y 2
0
y 方向
u
v x
v
v y
Fy
1
p y
v(
2v x 2
2v y 2
)
可简化为
Fy
p y
0
8-3，试证明，流体外掠平壁层流边界层换热的局部努赛尔特数为
Nux
1 r Re1 2 Pr1 2
证明：适用于外掠平板的层流边界层的能量方程
x
v y
2 y 2
其中， u
y
,v
x
,
x u , () (
y )
x u
故上式可转化为 Pr 0 2
[exp( Pr
d)]d
经两次积分，得到 ()
0
2
[exp( Pr
0
d)]d
0
20
定义表面传热系数 hx
Ts
qs T
，则 q
k(Ts T ) (0) x u
C1
xm
，得
h
C1k 1 2
m1
x2
对于二维滞止流，m=1，则 h 也为常数，从 x=0 到 x 处的平均热导率 hm 定义为
hm
1 x
x
hdx
0
1
故 hm x
x C1k 0 1 2
m1
x 2 dx
2 m
1
C1k 1 2
m1
x2
，
则 hm 2 ，由此可看出， h m1
1
在 m=1 时，努赛尔特数的近似解可以很好的表示为 Nux 0.57 Re2 Pr0.42
u U
y 2b
b2 2
dp dx
y b
2
y b
证：二维流体质量、动量方程
u v 0
①
ห้องสมุดไป่ตู้x y
(u
u x
v
u y
)
p x
2u x 2
2u y 2
②
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(u
v x
v
v y
)
p y
2v x 2
2v y 2
③
在充分发展区，截面上只有沿流动方向的速度 u 在断面上变化，法向速度 v
可以忽略，因此可由方程①得:
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u t v t a 2t x y y2
y 0时，t tw 常壁温边界条件为 y 时，t=t
引入量纲一的温度
t tw t tw
则上述能量方程变为
u
x
v
y
a
2 y 2
引入相似变量
y (x)
y x
Re1 2
y
U x
有
x
x
()(
1 2
y
U 1) 1 () x x 2 x
0.332
0.585
0.73
0.111
0.331
0.348
0.378
0.669
0.851
0.333
0.384
0.403
0.44
0.792
1.013
1
0.496
0.523
0.57
1.043
故可看出，
Nu
x
Re
1 2
常数 ，进而，
hx k
(
xu
)
1 2
常数=C1 ，
1.344
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由 u
1
同样的，我们也可以得到三维滞止流的近似解 Nux 0.76 Re2 Pr0.42
9-1，试证明：圆管内充分发展流动的体积流量可表示为：
V
r0 4 8L
pi
p0
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9-2，常物性不可压缩流体在两平行平板间作层流流动，下板静止，上板以匀速 U 运 动 ， 板 间 距 为 2b ， 试 证 明 充 分 发 展 流 动 的 速 度 分 布 为
进一步，进行无量纲化处理，引入局部努赛尔特数
Nux
hx k
x
x x
u
(0)
1
Rex 2
1
其中 (0)
Rex 2
[exp( Pr
d)]d
0
20
针对层流边界层的条件，查由埃克特给出的计算表如下：
不同
Pr
数下，常物性层流边界层，
Nux
Re
1 2
的值
Pr
m
0.7
0.8
1
5
10
0
0.292
0.307
y2
C1 y
C2
C1
u 2b
b
dp d
， C2
0
u U
y 2b
b2 2
dp dx
y b
2
y b
1. 强迫流动换热如何受热物性影响？ 答：强迫对流换热与 Re 和 Pr 有关；加热与对流的粘性系数发生变化。 2. 强化传热是否意味着增加换热量？工程上强化传热的收益和代价通常是指什么？ 答：不一定，强化传热是指在一定条件（如一定的温差、体积、重量或泵功等）下增加所传递的热量。工程上的
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4. 表面辐射和气体辐射各有什么特点? 为什么对辐射板供冷房间，无需考虑气体辐射的影响，而发动机缸内传 热气体辐射却成了主角？
答：表面辐射具有方向性和选择性。气体辐射的特点：1.气体的辐射和吸收具有明显的选择性。2. 气体的辐射和 吸收在整个气体容器中进行，强度逐渐减弱。空气，氢，氧，氮等分子结构称的双原子分子，并无发射和吸 收辐射能的能力，可认为是热辐射的透明体。但是二氧化碳，水蒸气，二氧化硫，氯氟烃和含氯氟烃的三原 子、多原子以及不对称的双原子气体（一氧化碳）却具有相当大的辐射本领。房间是自然对流，气体主要是 空气。由于燃油，燃煤及然气的燃烧产物中通常包含有一定浓度的二氧化碳和水蒸气，所以发动机缸内要考 虑。
v 0 , u 0
④
x
将式④代入③得到， p 0 ，表明压力 P 只是流动方向 x 的函数，即流道 y
断面上压力是均匀一致的
进一步由式②得，
dp dx
2u y 2
cons tant
⑤
相应的边界条件：
y 0,u 0 y 2b,u U
对⑤积分得：
u y
1
dp dx
y
C1
U
1 2
dp dx
y y
U x
()
；
2 y 2
U x
( )
将上三式和流函数表示的速度代入边界层能量方程，得到
1 Pr f 0 2
当 Pr 1时，速度边界层厚度远小于温度边界层厚度，可近似认为温度边界层内
速度为主流速度，即 f 1, f ，则由上式可得
d () Pr f ，求解可得 d 2
收益是减小换热器的体积节省材料和重量；提高现有换热器的换热量；减少换热器的阻力，以降低换热器的 动力消耗等。代价是耗电，并因增大流速而耗功。 3. 传热学和热力学中的热平衡概念有何区别？ 答：工程热力学是温度相同时，达到热平衡，而传热学微元体获得的能量等于内热源和进出微元体热量之和，内 热源散热是有温差的。