西安交通大学传热学大课后复习
传热学课后答案(完结版)
2
tw2
3
tw1 tw 2 q2 1 2 3 1 2 3
再由：
tw1
λ
λ 3
tw2
q1
q2 0.2q1 ，有
tw1 tw 2 t t 0.2 w1 w 2 1 2 1 2 3 1 2 1 2 3
得：
3 43 (
'2 3 2 5 6 2 R 0.265m k / W 2 3 0.65 0.024
"
由计算可知，双 Low-e 膜双真空玻璃的导热热阻高于中空玻璃，也就是说双 Low-e 膜双真 空玻璃的保温性能要优于中空玻璃。 3． 4．略 5 ．
m2
(m 2 K )
、 h2 85W
(m 2 K )
、 t1 45 ℃
t2 500 ℃、 k ' h2 85W
求： k 、 、
(m 2 K )
、 1mm 、 398 W
(m K )
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： k
tw1 t w 2 x
(设 tw1 tw 2 ) ， 否则 t 与平壁 coust （即常物性假设）
其与平壁的材料无关的根本原因在 的材料有关 （2）由 4.略
q
dt dx
知，q 与平壁的材料即物性有关
5.解：
d 2 dt (r )0 dr dr r r1 , t tw1 (设tw1 t w 2 ) r r2 , t tw 2
绪论
思考题与习题（ P89 ）答案： 1． 冰雹落体后溶化所需热量主要是由以下途径得到：
传热学 西交大考试题库及答案
单选题1、()是在相同温度条件下辐射能力最强的物体。
2、不稳态导热采用有限差分方法求解温度场,关于差分方程,下列说法错误的是()。
3、常物性流体管內受迫流动,沿管长流体的平均温度,在常热流边界条件下呈()变化,在常壁温边界条件下呈()规律变化。
4、单纯的导热发生在()中。
5、单位时间内离开单位表面积的总辐射能为该表面的()6、当导热过程在两个直接接触的固体表面之间迸行,为了减少接触热阻,下列做法错误的是()7、当通过回体壁面传热时,采用加肋增强传热,说法正确的是()。
8、冬天时节,棉被经过白天晾晒,晚上人盖着感觉暖和,是因为()。
9、管内受迫对流换热,当管内流速增加一倍时,表面传热系数增加比例最大的是()10、绝大多数情况卜强制对流时的对流换热系数()自然对流。
11、空间辐射热阻与()无关12、流体分别在较长的粗管和细管內作强制紊流对流换热,如果流速等条件相同,则()13、流体外掠光管束换热时,第一排管子的平均表面传热系数与后排管子平均表面传热系数相比,第一排管子的平均表面传热系数()。
14、暖气片外壁与周围空气之间的换热过程为()。
15、普朗特准则P〉1时,则()16、热传递的三种基本方式为()17、若换热器中,一侧流体为冷凝过程(相变),另一侧为单相流体,下列说法正确的是()18、同一流体以同一流速分别进行下列情况对流换热,表面传热系数最大的是()19、温度对辐射换热的影响()温度对对流换热的影响。
20、稳态导热是指()。
21、无限空间自然对流,在常壁温或常热流边界条件下,当流态达到旺盛紊流时,沿程表面传热系数将()22、物性参数为常数的一国柱导线,通过的电流均匀发热,导线与空气间的表面传热系数为定值,建立导线的导热微分方程采用()。
23、下列材料中导热系数最大的是()。
24、下列工质的普朗特数最小的是(25、下列哪个准则数反映了流体物性对对流换热的影响?()26、下列哪种设备不属于间壁式换热器?()27、下列哪种物质中不可能产生热对流()28、下列说法错误的是()29、夏季,有一锅热稀饭,为使稀饭凉的更快一些,()可以使稀饭凉得最快30、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()。
西安交通大学《传热学》第六章期末考试拓展学习8
西交《传热学》第六章单相对流传热的关联式前言各位同学，以下是西交《传热学》第六章单相对流传热的关联式的，单相对流传热试验关联式，这个标题提醒了我们这一章的主要学习内容：单相状态，对流传热，试验，关联式。
单相是指没有相变的发生，怎么理解呢，就是在传热过程中传热的双方的状态没有变化，比如说在一块冰融化的过程中就存在状态的变化。
试验，每一个理论的产生和技术的应用都要经过研究人员在大量试验的基础上加以总结，因此试验是一种的重要的研究手段，从实验中可以推算出该项试验现象遵循的试验方程式即试验关联式。
主要介绍单相对流传热的实验结果，本章将按内部流动、外部流动、大空间自然对流及有限空间自然对流的顺序展开讨论。
为了通过有限次数的实验测定而得出具有一定通用性的换热规律，在进行实验以及整理实验数据时，都必须遵循一定的原则，即相似原理。
本章将先对相似原理进行较深入的介绍基础上，再逐一介绍各类具体的实验关联式。
一、微细尺度通道内的流动与换热及纳米流体换热简介产生背景：20世纪80年代初期由于高新科学技术的发展在机械、电子、控制与能源领域，一门新兴交叉学科－微机电系统（micro-electro-mechanical system-MEMS）迅速崛起。
这里的所谓“微”是指工作部件的特征尺度在1毫米（10－3 m）到微米（10－6 m）的尺度范围。
目前微型热交换器、微尺度作用器、微尺度控制器件、微尺度生物芯片等不少已经成为商业产品。
在这样微细尺度的通道内，流体的流动与热交换出现了许多与常规尺度通道中的流动与传热过程不同的特点（统称为尺度效应，size effects）。
微细尺度传热学的研究也成为传热学研究的一个前沿重要分支领域。
气体在微细尺度通道中流动时，气体分子的平均自由程λ与通道的特征尺度L（对圆管取为直径）之比称为Knudsen（努森）数，是表征流动区域的重要参数：KnLλ=根据Kn数大小的不同，可以将气体的流动划分为以下四个区域连续介质区(continuum region)：0.001Kn≤根据Kn数大小的不同，可以将气体的流动划分为以下四个区域连续介质区(continuum region)：0.001Kn≤速度滑移与温度跳跃区(velocity slip and temperature jump r egion)：0.0010.1Kn<<过渡区(transition region)： 0.110Kn <<自由分子区(free-molecular region)： 10Kn ≥Navier －Stokes 方程与能量方程以及无速度滑移（即固体壁面上流体速度等于当地的固体表面速度）与无温度跳跃即（固体壁面上流体的温度等于当地的固体表面的温度）边界条件仅适用于Knudsen 数小于 的连续介质区；在 0.0010.1Kn <<的范围内，上述控制方程仍然适用，但必须采用速度滑移与温度跳跃的条件；在过渡区与自由分子区基于连续介质假定而导出的Navier －Stokes 方程与能量方程不再适用，对流动与传热过程的数学描述需要采用基于分子动力论的有关原理与方程。
传热学课后习题精校版
导热1-21有一台气体冷却器，气侧表面传热系数1h ＝95W/(m 2.K)，壁面厚δ＝2.5mm ，)./(5.46K m W =λ水侧表面传热系数58002=h W/(m 2.K)。
设传热壁可以看成平壁，试计算各个环节单位面积的热阻及从气到水的总传热系数。
你能否指出，为了强化这一传热过程，应首先从哪一环节着手？ 解：;010526.0111==h R ;10376.55.460025.052-⨯===λδR ;10724.1580011423-⨯===h R则λδ++=21111h h K ＝94.7)./(2K m W ，应强化气体侧表面传热。
平板2-2一冷藏室的墙由钢皮矿渣棉及石棉板三层叠合构成，各层的厚度依次为0.794mm.,152mm 及9.5mm ，导热系数分别为45)./(K m W ,0.07)./(K m W 及0.1)./(K m W 。
冷藏室的有效换热面积为37.22m ，室内外气温分别为-2℃及30℃，室内外壁面的表面传热系数可分别按1.5)./(2K m W 及2.5)./(2K m W 计算。
为维持冷藏室温度恒定，试确定冷藏室内的冷却排管每小时需带走的热量。
解：由题意得332211212111λδλδλδ++++-⨯=Φh h t t A ＝2.371.00095.007.0152.045000794.05.215.11)2(30⨯++++--＝357.14W357.14×3600＝1285.6KJ2-4一烘箱的炉门由两种保温材料A 及B 组成，且B A δδ2=(见附图)。
已知)./(1.0K m W A =λ,)./(06.0K m W B =λ,烘箱内空气温度4001=f t ℃，内壁面的总表面传热系数)./(501K m W h =。
为安全起见，希望烘箱炉门的外表面温度不得高于50℃。
设可把炉门导热作为一维问题处理，试决定所需保温材料的厚度。
环境温度=2f t 25℃，外表面总传热系数)./(5.922K m W h =。
西安交通大学9月课程考试传热学(高起专)作业考核试题Word版
西安交通大学16年9月课程考试《传热学(高起专)》作业考核试题试卷总分：100 测试时间：--一、单选题（共30道试题，共60分。
）1.传热的基本方式是( )。
A. 导热.对流和辐射B. 导热.对流换热和辐射C. 导热.对流和辐射换热D. 导热.对流换热和辐射换热满分：2分2.由于蒸汽中存在空气，会使水蒸气凝结时表面传热系数( )。
A. 不变B. 增大C. 减小D. 不确定满分：2分3.热传递的三种基本方式为( )。
A. 导热.热对流和传热过热B. 导热.热对流和辐射换热C. 导热.热对流和热辐射D. 导热.辐射换热和对流换热满分：2分4.在稳态导热中,决定物体内温度分布的是( )。
A. 导温系数B. 导热系数C. 传热系数D. 密度满分：2分5.绝大多数情况下强制对流时的对流换热系数( )自然对流。
A. 小于B. 等于C. 大于D. 无法比较满分：2分6.暖气片外壁与周围空气之间的换热过程为( )。
A. 纯对流换热B. 纯辐射换热C. 传热过程D. 复合换热满分：2分7.流体分别在较长的粗管和细管内作强制紊流对流换热，如果流速等条件相同，则( )。
A. 粗管和细管的换热系数相同B. 粗管内的换热系数大C. 细管内的换热系数大D. 无法比较满分：2分8.在同一冰箱储存相同的物质时，耗电量大的是( )。
A. 结霜的冰箱B. 未结霜的冰箱C. 结霜的冰箱和未结霜的冰箱相同D. 不确定满分：2分9.Gr准则反映了( )的对比关系。
A. 重力和惯性力B. 惯性力和粘性力C. 重力和粘性力D. 角系数满分：2分10.常物性流体管内受迫流动，沿管长流体的平均温度，在常热流边界条件下呈变化，在常壁温边界条件下呈( )规律变化。
A. 对数曲线，对数曲线B. 对数曲线，线性C. 线性，线性D. 线性，对数曲线满分：2分11.不稳态导热采用有限差分方法求解温度场，关于差分方程，下列说法错误的是( )。
A. 显式差分格式是温度对时间的一阶导数采用向前差分获得，具有稳定性条件B. 隐式差分格式是温度对时间的一阶导数采用向后差分获得，没有稳定性条件C. 显式差分格式中温度对位置的二阶导数采用中心差分格式获得D. 隐式差分格式中温度对位置的二阶导数采用向后差分获得满分：2分12.同一流体以同一流速分别进行下列情况对流换热，表面传热系数最大的是( )。
《传热学》课后习题答案-第三章
第三章思考题1. 试说明集总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,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()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。
6. 试说明Bi 数的物理意义。
西安交通大学813传热学考试大纲及参考书目
西安交通大学813传热学考研大纲【2019年考研】英文名称：Heat Transfer使用教材及参考书：教材[1] 杨世铭陶文铨.传热学（第4版）.北京：高等教育出版社，2006一、课程内容内容：传热学主要内容包括：导热、对流和热辐射三种热量传递方式的物理概念、特点和基本规律，综合应用这些基础知识正确分析工程实际传热问题的方法，计算各类热量传递过程的基本方法，典型的工程传热问题计算方法，间壁式换热器进行原理性的热力设计方法；强化或削弱热量传递过程的方法，切实可行的强化或削弱传热的措施。
要求：1. 绪论了解传热学与工程热力学在研究内容和方法上的区别，认清传热学的研究对象及其在工程和科学技术中的应用。
本课程是一门研究热量传递基本规律及其应用的技术基础课，学习目的在于掌握一般工程技术中热量传递的基本规律和处理传热问题的基本方法；能够应用这些知识来解决遇到的实际问题；并为学习有关的工程技术课程提供必要的理论基础。
能量守恒定律是分析传热问题的一个基本定律。
传热的强化与削弱与节约能源密切相关，“节能优先”应作为主要线索贯穿于本门课程的始终。
掌握热量传递的基本方式：导热、对流和热辐射的概念和所传递热量的计算公式。
认识到工程实际问题的热量传递过程往往不是单一的方式而是多种形式的组合，以加深传热过程的概念及传热方程式，为后面依次讨论导热、对流传热和辐射传热提供整体概念。
初步理解热阻在分析传热问题中的重要地位。
2. 导热基本定律和导热微分方程重点掌握傅里叶定律和导热微分方程。
着重理解推导各向同性材料、具有内热源的导热微分方程的理论依据和思路，以及导热微分方程中各项的物理意义。
了解影响导热系数的主要因素及常用工程材料与介质的导热系数的数量级，了解保温材料的工作原理及其在节能技术中的应用。
理解定解条件（包括初始条件和边界条件），重点掌握常见的三类边界条件。
3. 导热问题的分析解能应用傅里叶定律或导热微分方程对常物性、无内热源的一维稳态导热问题（平壁、圆筒壁、球壁和等截面直肋片）进行分析求解，得出温度场及导热量的计算公式。
《传热学》课后习题答案-第一章
传热学习题集第一章思考题1． 试用简练的语言说明导热、对流换热及辐射换热三种热传递方式之间的联系和区别。
答：导热和对流的区别在于：物体内部依靠微观粒子的热运动而产生的热量传递现象，称为导热；对流则是流体各部分之间发生宏观相对位移及冷热流体的相互掺混。
联系是：在发生对流换热的同时必然伴生有导热。
导热、对流这两种热量传递方式，只有在物质存在的条件下才能实现，而辐射可以在真空中传播，辐射换热时不仅有能 量的转移还伴有能量形式的转换。
2． 以热流密度表示的傅立叶定律、牛顿冷却公式及斯忒藩－玻耳兹曼定律是应当熟记的传热学公式。
试写出这三个公式并说明其中每一个符号及其意义。
答：① 傅立叶定律：，其中，－热流密度；－导热系数；－沿x方向的温度变化率，“－”表示热量传递的方向是沿着温度降低的方向。
② 牛顿冷却公式：，其中，－热流密度；－表面传热系数；－固体表面温度；－流体的温度。
③ 斯忒藩－玻耳兹曼定律：，其中，－热流密度；－斯忒藩－玻耳兹曼常数；－辐射物体的热力学温度。
3． 导热系数、表面传热系数及传热系数的单位各是什么？哪些是物性参数，哪些与过程有关？答：① 导热系数的单位是：W/(m.K)；② 表面传热系数的单位是：W/(m 2.K)；③ 传热系数的单位是：W/(m 2.K)。
这三个参数中，只有导热系数是物性参数，其它均与过程有关。
4． 当热量从壁面一侧的流体穿过壁面传给另一侧的流体时，冷、热流体之间的换热量可以通过其中任何一个环节来计算（过程是稳态的），但本章中又引入了传热方程式，并说它是“换热器热工计算的基本公式”。
试分析引入传热方程式的工程实用意义。
答：因为在许多工业换热设备中，进行热量交换的冷、热流体也常处于固体壁面的两侧，是工程技术中经常遇到的一种典型热量传递过程。
5． 用铝制的水壶烧开水时，尽管炉火很旺，但水壶仍然安然无恙。
而一旦壶内的水烧干后，水壶很快就烧坏。
试从传热学的观点分析这一现象。
传热学_西安交通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
传热学_西安交通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.关于对流换热，下列说法不正确的是：参考答案:流体的粘度小，有碍于流体流动，不利于热对流；2.下列关于膜状凝结和珠状凝结说法错误的是：参考答案:当蒸气的流向与凝结液膜的流向相反时，换热效果一定较好3.关于长度为l，外径为d的水平管外凝结和竖直管外凝结，下列说法中正确的是：参考答案:当l/d=50时，横管的平均表面换热系数是竖管的2倍4.关于湍流膜状凝结的说法中正确的是：参考答案:用某截面处液膜层的当量直径作为特征长度判断液膜的流态5.影响大容器沸腾传热的因素有：参考答案:液位高度_管束排列_过冷度_壁面是否有空穴、缝隙及凹坑等结构6.蒸发器是制冷四大件中很重要的一个部件，低温的冷凝液体通过蒸发器，与外界的空气进行热交换，气化吸热，达到制冷的效果。
以下关于蒸发器的描述正确的有：参考答案:蒸发器采用低肋管增加了换热的有效面积，为沸腾提供了更好的成核条件_管内插入物法可以增加管内扰动、改变管内气液分布，合理地在管中心插入物体可以强化管内沸腾_与满液式蒸发器相比，同等传热面积下，降膜式蒸发器传热介质充灌量小，沸腾换热系数更高7.对于贴近一块热竖壁（壁面足够高）的自然对流来讲，下列说法错误的是：参考答案:从换热壁面下端开始，层流薄层厚度随着高度增加逐渐减小。
8.一个外壁直径为r1热水管，外壁直径为T1。
为了减少热损失，在热水管外包一层外径为r2的保温层，保温层外表面温度为T2，忽略保温层和热水管间接触热阻，下面说法正确的是？参考答案:从r1到r2,热流密度逐渐下降9.以下关于热流密度说法正确的是参考答案:热流密度的值正比于温度的梯度_热流密度是一个矢量10.几何形状规则的有限大物体被加热或冷却而发生非稳态导热过程，该物体的热力学能随什么而变化参考答案:时间11.用同种材料制成的两支热电偶，其热接点可近似看成为球形，且第一支热电偶的热接点直径是第二支热电偶热接点的二倍。
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。
《传热学》课后习题答案-第二章
冷藏室的有效换热面积为 37.2 m2 ，室内外气温分别为-2℃及 30℃，室内外壁面的表面传热
系数可分别按 1.5W /(m2.K) 及 2.5W /(m2.K) 计算。为维持冷藏室温度恒定，试确定冷藏
解：
2-8 一种用比较法测定导热系数装置的原理示于附图中。将导热系数已知的标准材料与被测 材料做成相同直径的圆柱，且标准材料的两段圆柱分别压紧置于被测材料的两端。在三段试 样上分别布置三对测定相等间距两点间温差的热电偶。试样的四周绝热良好（图中未示出）。
已知试样两端的温度分别为 th=400℃、tc=300℃、Δtr=2.49℃，Δtt,1=3.56℃、Δtt,2=3.60℃， 试确定被测材料的导热系数，并讨论哪些因素会影响Δtt,1 与Δtt,2 不相等？ 解： 2-9 双层玻璃窗系由两层厚为 6mm 的玻璃及其间的空气隙所组成，空气隙厚度为 8mm。假 设面向室内的玻璃表面温度与室外的玻璃表面温度各为 20℃及-20℃，试确定该双层玻璃窗 的热损失。如果采用单层玻璃窗，其他条件不变，其热损失是双层玻璃的多少倍？玻璃窗的
尺寸为 60cm 60cm 。不考虑空气间隙中的自然对流。玻璃的导热系数为 0.78W /(m.K) 。
q1
1
t1 t2 2
3
q2
t1 t2 1
5200w / m
解：
1 2 3 ＝116.53W/ m2
1
Q Aq 41.95W
q2 5200 44.62 所以 q1 116.53
2-10 某些寒冷地区采用三层玻璃的窗户，如附图所示。已知玻璃厚δg=3 ㎜，空气夹层宽δ air=6 ㎜，玻璃的导热系数λg=0.8W/（m·K）。玻璃面向室内的表面温度 ti=15℃，面向室外 的表面温度 to=-10℃，试计算通过三层玻璃窗导热的热流密度。 解：
传热学课后复习题答案(第四版)
第1章1-3 解：电热器的加热功率： kW W tcm QP 95.16.195060)1543(101000101018.4633==-⨯⨯⨯⨯⨯=∆==-ττ 15分钟可节省的能量：kJ J t cm Q 4.752752400)1527(15101000101018.4633==-⨯⨯⨯⨯⨯⨯=∆=-1-33 解：W h h t t A w f 7.45601044.02.061)]10(2[6311)(2121=++--⨯=++-=Φλδ 如果取K m W h ./3022=，则W h h t t A w f 52.45301044.02.061)]10(2[6311)(2121=++--⨯=++-=Φλδ 即随室外风力减弱，散热量减小。
但因墙的热阻主要在绝热层上，室外风力变化对散热量的影响不大。
第2章2-4 解：按热平衡关系有：)(1222121f w B B A A w f t t h h t t -=++-λδλδ，得： )2550(5.906.01.025*******-=++-B B δδ，由此得：,0794.0,0397.0m m A B ==δδ 2-9 解：由0)(2121=+=w w m t t t ℃从附录5查得空气层的导热系数为K m W ⋅/0244.0空气λ 双层时：W t t A w w s 95.410244.0008.078.0006.02)]20(20[6.06.02)(21=+⨯--⨯⨯=+-=Φ空气空气玻璃玻璃λδλδ 单层时：W t t A w w d 187278.0/006.0)]20(20[6.06.0/)(21=--⨯⨯=-=Φ玻璃玻璃λδ 两种情况下的热损失之比：)(6.4495.411872倍==ΦΦs d题2-15解：这是一个通过双层圆筒壁的稳态导热问题。
由附录4可查得煤灰泡沫砖的最高允许温度为300℃。
设矿渣棉与媒灰泡沫砖交界面处的温度为t w ，则有 23212121ln 21ln 21)(d d l d d l t t πλπλ+-=Φ （a ） 23221211ln )(2ln )(2d d t t l d d t t l w w -=-=Φπλπλ （b ） 65110ln )50(12.02565ln )400(11.0:-⨯=-⨯w w t t 即由此可解得：4.167=w t ℃＜300℃ 又由式（a ）可知，在其他条件均不变的情况下，增加煤灰泡沫砖的厚度δ2对将使3d 增大，从而损失将减小；又由式（b ）左边可知t w 将会升高。
西交考研辅导29年传热学答案ppt课件
0
exp
2h
cd
cd ln 0 8 9300.386103 0.56103 ln 274.8 4 227.1
2h m
2 34
1 083 4 227.1
6.50s
6
Center of Thermal Fluids Science
15/22
传热学 Heat Transfer
2. （34 分）一球场可近似看成是圆形地板和半球形屋
h1 A1 t1 tf h2 A2 tf th
17(22.5)2 27 tf 11 2 (22.5)2 tf 15
39tf 789, tf 20.23℃
14
（2）地板加热功率：
1,2
5.67 3.04 2.884
1 0.75 0.75 (22.5)2
1 (22.5)2
这时焦耳热等于熔丝与环境间交换的热量，即
m,min dh tm t
I
2 m,m in Rel
I
2 m,m in
4el
d2
Im,min
2
d 3h tm
4e
t
12
12
2
0.563
109 34 1083
1.57 108
35
6
31.36 A
Center of Thermal Fluids Science
✓ 吸种热措施板。：选择导热系数大的材料； ✓ 水管：尽量与外界绝热并减小与吸热
板间的接触热阻； ✓ 玻璃盖板：抑制自然对流，透射太阳
辐射。
Center of Thermal Fluids Science
9/22
传热学 Heat Transfer
计算题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《传热学》上机大作业二维导热物体温度场的数值模拟学校：西安交通大学姓名：张晓璐学号:10031133班级：能动A06一．问题（4-23）有一个用砖砌成的长方形截面的冷空气通道，形状和截面尺寸如下图所示，假设在垂直纸面方向冷空气和砖墙的温度变化很小，差别可以近似的予以忽略。
在下列两种情况下计算：砖墙横截面上的温度分布；垂直于纸面方向上的每米长度上通过墙砖上的导热量。
第一种情况：内外壁分别维持在10C ︒和30C ︒第二种情况：内外壁与流体发生对流传热，且有C t f ︒=101，)/(2021k m W h ⋅=，C t f ︒=302，)/(422k m W h ⋅=，K m W ⋅=/53.0λ二．问题分析 1.控制方程02222=∂∂+∂∂ytx t 2.边界条件所研究物体关于横轴和纵轴对称，所以只研究四分之一即可，如下图：对上图所示各边界：边界1：由对称性可知：此边界绝热，0=w q 。
边界2：情况一：第一类边界条件C t w ︒=10情况二：第三类边界条件)()(11f w w w t t h ntq -=∂∂-=λ 边界3：情况一：第一类边界条件C t w ︒=30情况二：第三类边界条件)()(22f w w w t t h ntq -=∂∂-=λ 三：区域离散化及公式推导如下图所示，用一系列和坐标抽平行的相互间隔cm 10的网格线将所示区域离散化，每个交点可以看做节点，该节点的温度近似看做节点所在区域的平均温度。
利用热平衡法列出各个节点温度的代数方程。
第一种情况： 内部角点：11~8,15~611~2,5~2)(411,1,,1,1,====++++=+-+-n m n m t t t t t n m n m n m n m n m 平直边界1：11~8),2(415~2),2(411,161,16,15,161,11,12,1,=++==++=+-+-n t t t t m t t t t n n n nm m m m平直边界2：7,16~7,107~1,6,10,,======n m t n m t n m n m平直边界3：12,16~2,30;12~1,1,30,,======n m t n m t n m n m第二种情况： 内部角点：11~8,15~611~2,5~2)(411,1,,1,1,====++++=+-+-n m n m t t t t t n m n m n m n m n m 平直边界1：11~8),2(415~2),2(411,161,16,15,161,11,12,1,=++==++=+-+-n t t t t m t t t t n n n nm m m m平直边界2：7,16~7206~1,61.0,10,)2(222111111,1,,1,======∆=∆︒=+∆∆+++=-+-n m h n m m y x C t xh t xh t t t t f f n m n m n m n m λλ平直边界3：12,16~2411~1,11.0,30,)2(222222221,1,,1,======∆=∆︒=+∆∆+++=-+-n m h n m m y x C t xh t xh t t t t f f n m n m n m n m λλ内角点：20,10,)3(22)(2111116,67,78,67,57,6=︒=+∆∆++++=h C t xh t xh t t t t t f f λλ外角点：4,30,)1(222222211,112,212,1=︒=+∆∆++=h C t xh t x h t t t f f λλ4,30,2222222,11,21,1=︒=+∆∆++=h C t xh t xh t t t f f λλ4,30,22222212,1511,1612,16=︒=+∆∆++=h C t xh t xh t t t f f λλ20,10,2111112,61,51,6=︒=+∆∆++=h C t xh t xh t t t f f λλ20,10,2111118,167,157,16=︒=+∆∆++=h C t xh t xh t t t f f λλ四．编程计算各节点温度和冷量损失（冷量推导在后面）（用fortran 编程）由以上区域离散化分析可以得到几十个方程，要求解这些方程无疑是非常繁琐的，所以采用迭代法，用计算机编程求解这些方程的解，就可以得到各点温度的数值。
迭代法：在迭代法中首先要对计算的场作出假设（设定初场），在迭代计算过程中不断予以改进，直到计算前的假定值和计算后的结果相差小于允许值为止，称为迭代计算已经收敛。
这里采用高斯-赛德尔迭代法解决此问题。
第一种情况，等温边界program dengwen01implicit noneinteger m,nreal t(16,12),tt(16,12),wc(16,12)real::wcmax=0.2real::chuwen=20integer::t1=10integer::t2=30real q1,q2,q3,q4,q5,tz,qqdo m=7,16t(m,7)=t1end dodo n=1,7t(6,n)=t1end dodo n=1,12t(1,n)=t2end dot(m,12)=t2end dodo m=2,5do n=1,11t(m,n)=chuwenend doend dodo m=6,16do n=8,11t(m,n)=chuwenend doend dodo while(wcmax>0.0000001) do m=2,16tt(m,12)=t2end dodo n=1,12tt(1,n)=t2end dott(m,7)=t1end dodo n=1,7tt(6,n)=t1end dodo n=8,11tt(16,n)=0.25*(2*t(16,n)+t(16,n-1)+t(16,n+1))end dodo n=8,11do m=6,15tt(m,n)=0.25*(t(m+1,n)+t(m-1,n)+t(m,n+1)+t(m,n-1)) end doend dodo n=2,11do m=2,5tt(m,n)=0.25*(t(m+1,n)+t(m-1,n)+t(m,n+1)+t(m,n-1)) end doend dodo m=2,5tt(m,1)=0.25*(t(m+1,1)+t(m-1,1)+2*t(m,2)) end dodo m=1,16do n=1,12wc(m,n)=abs(t(m,n)-tt(m,n))end doend dowcmax=maxval(wc(1:16,1:12))do m=1,16do n=1,12t(m,n)=tt(m,n)end doend doend doopen(33,file='question1.txt')do m=1,16do n=1,12print*,"t(",m,n,")=",t(m,n)write(33,*)m,n,t(m,n)end doend doq1=0q2=0do n=2,6q1=q1+(4*t(6,n)-2*t(5,n)-t(6,n+1)-t(6,n-1))*0.53/2/0.1end dodo m=7,15q2=q2+(4*t(m,7)-2*t(m,8)-t(m+1,7)-t(m-1,7))*0.53/2/0.1end doq3=(6*t(6,7)-2*t(5,7)-2*t(6,8)-t(6,6)-t(7,7))*0.53/2/0.1 !内角点q4=0.5*(4*t(6,1)-2*t(5,1)-t(6,2)-t(6,2))*0.53/2/0.1 !6,1q5=0.5*(4*t(16,7)-2*t(16,8)-t(15,7)-t(15,7))*0.53/2/0.1qq=4*(q1+q2+q3+q4+q5)*0.1print*,'qq=',qqwrite(33,*)'qq=',qqend program dengwen01运行结果：由于数据量较大所以各点温度见附录或者附件question1.txt第二种情况，对流边界program question02implicit noneinteger m,nreal t(16,12),tt(16,12),wc(16,12)real::wcmax=0.2real::chuwen=10real::drxs=0.53integer::tf1=10integer::tf2=30real qq,tzdo n=1,12t(m,n)=chuwenend doend dodo m=7,16do n=7,12t(m,n)=chuwenend doend doopen(01,file="question2.txt")do while(wcmax>0.0001)do m=2,5do n=2,11tt(m,n)=0.25*(t(m-1,n)+t(m+1,n)+t(m,n-1)+t(m,n+1)) !内节点end doend dodo m=6,15do n=8,11tt(m,n)=0.25*(t(m-1,n)+t(m+1,n)+t(m,n-1)+t(m,n+1)) end doend dott(m,1)=0.25*(2*t(m,2)+t(m-1,1)+t(m+1,1)) !边界1 end dodo n=8,11tt(16,n)=0.25*(2*t(15,n)+t(16,n-1)+t(16,n+1))end dodo n=2,6tt(6,n)=(2*t(5,n)+t(6,n+1)+t(6,n-1)+2*20*0.1*10/0.53)/(4+2*20*0.1/0.53)end dodo m=7,15tt(m,7)=(2*t(m,8)+t(m+1,7)+t(m-1,7)+2*20*0.1*10/0.53)/(4+2*20*0.1/0.53) end dodo n=2,11tt(1,n)=(2*t(2,n)+t(1,n+1)+t(1,n-1)+2*4*0.1*30/0.53)/(4+2*4*0.1/0.53) !边界3end dodo m=2,15tt(m,12)=(2*t(m,11)+t(m+1,12)+t(m-1,12)+2*4*0.1*30/0.53)/(4+2*4*0.1/0.53) end dott(6,7)=(2*(t(5,7)+t(6,8))+t(7,7)+t(6,6)+2*20*0.1*10/0.53)/(6+2*20*0.1/0.53) !内角点tt(1,12)=(t(2,12)+t(1,11)+2*4*0.1*30/0.53)/(2+2*4*0.1/0.53) !外角点tt(1,1)=(t(2,1)+t(1,2)+4*0.1*30/0.53)/(2+4*0.1/0.53)tt(16,12)=(t(16,11)+t(15,12)+4*0.1*30/0.53)/(2+4*0.1/0.53)tt(6,1)=(t(5,1)+t(6,2)+20*0.1*10/0.53)/(2+20*0.1/0.53)tt(16,7)=(t(15,7)+t(16,8)+20*0.1*10/0.53)/(2+20*0.1/0.53)do m=1,16do n=1,12wc(m,n)=abs(t(m,n)-tt(m,n))end doend dowcmax=maxval(wc(1:16,1:12))do m=1,16do n=1,12t(m,n)=tt(m,n)end doend doend doopen(44,file="question02.txt")do m=1,16do n=1,12print*,"t(",m,n,")=",t(m,n)write(44,*)m,n,t(m,n)end doend dotz=0do n=2,7tz=tz+t(6,n)end dodo m=7,15tz=tz+t(m,7)end doqq=4*(0.1*20*(tz-15*10)+0.05*20*(t(6,1)-10)+0.05*20*(t(16,7)-10)) print*,'qq=',qqwrite(44,*)'qq=',qqend program question02运行结果：由于数据量较大所以各点温度见附录或者附件question02.txt五．每米长度上通过壁面的冷量的计算第一问：通过壁面的冷量既可以根据内表面计算也可以根据外表面计算，这里根据内表面计算，由于第一问是恒温边界条件，所以只需求出内边界各个节点所获得的热量，并加和即可W A qQ w1212.161*==∑总第二问：通过壁面的冷量既可以根据内表面计算也可以根据外表面计算，这里根据内表面计算，因为这种情况下是对流换热所以只需计算出所有内表面单个单元的传热量，求和即可[]W t t h Q Q if i ii 7063.124)(1.0111=-⨯⨯⨯==∑∑总等温图：可以根据各点数据，用origin软件画出等温图问题一等温图：问题二等温图：附录：1.第一种情况各点温度m n 温度1 1 30.000001 2 30.000001 3 30.000001 4 30.000001 5 30.000001 6 30.000001 7 30.000001 8 30.000001 9 30.000001 10 30.000001 11 30.000001 12 30.000002 1 26.068442 2 26.080932 3 26.122422 4 26.205632 5 26.353322 6 26.597632 7 26.971212 9 28.07841 2 10 28.71271 2 11 29.356342 12 30.000003 1 22.11191 3 2 22.13286 3 3 22.20311 34 22.34679 35 22.61001 36 23.06598 37 23.80584 38 24.87584 39 26.11955 3 10 27.41607 3 11 28.712673 12 30.000004 1 18.11347 4 2 18.13549 4 3 18.21038 4 4 18.36840 45 18.673964 7 20.31035 4 8 22.09659 4 9 24.10791 4 10 26.11937 4 11 28.078254 12 30.000005 1 14.07099 5 2 14.08525 5 3 14.13453 5 4 14.24248 5 5 14.46698 56 14.95149 57 16.08852 58 19.09226 59 22.09612 5 10 24.87524 5 11 27.480965 12 30.000006 1 10.00000 6 2 10.00000 6 3 10.000006 5 10.00000 6 6 10.00000 67 10.00000 68 16.08780 69 20.30906 6 10 23.80451 6 11 26.970376 12 30.000007 7 10.00000 7 8 14.94989 7 9 19.24784 7 10 23.06336 7 11 26.596007 12 30.000008 7 10.00000 8 8 14.46394 8 9 18.66903 8 10 22.60509 8 11 26.350288 12 30.000009 7 10.000009 9 18.35927 9 10 22.33768 9 11 26.200019 12 30.0000010 7 10.00000 10 8 14.12408 10 9 18.19354 10 10 22.18636 10 11 26.1121010 12 30.0000011 7 10.00000 11 8 14.06595 11 9 18.10447 11 10 22.10210 11 11 26.0620411 12 30.0000012 7 10.00000 12 8 14.03523 12 9 18.05631 12 10 22.05552 12 11 26.0339513 7 10.00000 13 8 14.01868 13 9 18.03000 13 10 22.02974 13 11 26.0182613 12 30.0000014 7 10.00000 14 8 14.00948 14 9 18.01526 14 10 22.01518 14 11 26.0093414 12 30.0000015 7 10.00000 15 8 14.00397 15 9 18.00640 15 10 22.00638 15 11 26.0039315 12 30.0000016 7 10.00000 16 8 14.00000 16 9 18.0000016 11 26.0000016 12 30.00000第二种情况各点温度m n 温度1 1 26.132741 2 26.149821 3 26.204031 4 26.304081 5 26.463541 6 26.697731 7 27.016671 8 27.415001 9 27.868741 10 28.351811 11 28.845981 12 29.342292 1 23.197072 2 23.225572 3 23.316322 4 23.485102 6 24.16321 2 7 24.72551 2 8 25.43648 2 9 26.24571 2 10 27.10243 2 11 27.974032 12 28.845913 1 20.20463 3 2 20.23928 3 3 20.35082 34 20.56297 35 20.91745 36 21.47258 37 22.28597 38 23.35999 3 9 24.57544 3 10 25.83844 3 11 27.101973 12 28.351454 1 17.14314 4 2 17.176364 4 17.49877 45 17.87730 46 18.52401 47 19.58613 48 21.14243 49 22.85796 4 10 24.57421 4 11 26.244224 12 27.867765 1 14.01543 5 2 14.03826 5 3 14.11423 5 4 14.27010 5 5 14.56921 5 6 15.16034 57 16.39243 58 18.76599 5 9 21.14012 5 10 23.35656 5 11 25.43319 5 12 27.412946 2 10.84717 6 3 10.86375 6 4 10.89832 6 5 10.96929 6 6 11.15590 6 7 12.05752 68 16.38928 69 19.58034 6 10 22.27906 6 11 24.719336 12 27.012867 7 11.15450 7 8 15.15354 7 9 18.51320 7 10 21.46033 7 11 24.152497 12 26.691178 7 10.96675 8 8 14.55735 8 9 17.85888 8 10 20.896858 12 26.452619 7 10.89410 9 8 14.25041 9 9 17.46837 9 10 20.52910 9 11 23.455789 12 26.2861810 7 10.85681 10 8 14.08197 10 9 17.23530 10 10 20.29566 10 11 23.2686910 12 26.1749811 7 10.83582 11 8 13.98551 11 9 17.09540 11 10 20.14977 11 11 23.1485411 12 26.1029012 7 10.82359 12 8 13.9289712 10 20.05970 12 11 23.0729812 12 26.0572813 7 10.81641 13 8 13.89571 13 9 16.96090 13 10 20.00503 13 11 23.0265813 12 26.0291514 7 10.81231 14 8 13.87665 14 9 16.93184 14 10 19.97315 14 11 22.9993114 12 26.0125715 7 10.81020 15 8 13.86686 15 9 16.91683 15 10 19.95659 15 11 22.98508 15 12 26.0039216 8 13.86384 16 9 16.91221 16 10 19.95147 16 11 22.98068 16 12 26.00123。