传热学概念练习1-导热
热传导和传热的容量练习题
热传导和传热的容量练习题传热是我们日常生活中一个非常重要的物理现象，它对于能量的传递和温度变化具有重要的影响。
而热传导则是传热过程中的一种重要方式。
本篇文章将通过几个练习题，帮助读者加深对热传导和传热容量的理解。
练习题一：问题：一根长度为1m，截面积为1cm²的金属棒，其中一端被加热，另一端保持常温。
已知棒的热导率为0.5 W/(m·K)，散热面的温度为30℃，加热面的温度为100℃。
求金属棒上离加热面20cm处的温度。
解析：首先，我们可以利用热导率和传热面温差计算单位长度上的热流量。
在本题中，热流量Q可以通过以下公式计算：Q = λ * A * (ΔT/Δx)其中，λ代表热导率，A代表截面积，ΔT代表温度差，Δx代表长度差。
根据题目中的已知条件，热导率λ为0.5 W/(m·K)，截面积A为1cm²，即0.0001 m²。
温度差ΔT为100℃-30℃，等于70K。
长度差Δx为20cm，等于0.2m。
将已知条件代入公式，可以计算出单位长度上的热流量Q：Q = 0.5 * 0.0001 * (70/0.2) = 0.175 W/m接下来，我们可以利用热流量和热导率计算出单位长度上的温度梯度。
单位长度上的温度梯度可以通过以下公式计算：ΔT/Δx = Q / (λ * A)将已知条件代入公式，可以计算出单位长度上的温度梯度：ΔT/Δx = 0.175 / (0.5 * 0.0001) = 3500 K/m最后，我们可以利用温度梯度和已知条件计算出离加热面20cm处的温度。
单位长度上的温度变化可以通过以下公式计算：ΔT = (ΔT/Δx) * Δx将已知条件代入公式，可以计算出离加热面20cm处的温度：ΔT = 3500 * 0.2 = 700 K由于加热面的温度为100℃，所以离加热面20cm处的温度为：100℃ + 700K = 800℃练习题二：问题：一块厚度为10cm，热导率为1 W/(m·K)的砖块，其上表面温度为800℃，下表面温度为20℃。
传热学试题库含参考答案
《传热学》试题库第一章概论一、名词解释1．热流量：单位时间内所传递的热量2．热流密度：单位传热面上的热流量3．导热：当物体内有温度差或两个不同温度的物体接触时，在物体各部分之间不发生相对位移的情况下，物质微粒(分子、原子或自由电子)的热运动传递了热量，这种现象被称为热传导，简称导热。
4．对流传热：流体流过固体壁时的热传递过程，就是热对流和导热联合用的热量传递过程，称为表面对流传热，简称对流传热。
5．辐射传热：物体不断向周围空间发出热辐射能，并被周围物体吸收。
同时，物体也不断接收周围物体辐射给它的热能。
这样，物体发出和接收过程的综合结果产生了物体间通过热辐射而进行的热量传递，称为表面辐射传热，简称辐射传热。
6．总传热过程：热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程，称为总传热过程，简称传热过程。
7．对流传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的对流传热量，单位为W／(m2·K)。
对流传热系数表示对流传热能力的大小。
8．辐射传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的辐射传热量，单位为W／(m2·K)。
辐射传热系数表示辐射传热能力的大小。
9．复合传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的复合传热量，单位为W／(m2·K)。
复合传热系数表示复合传热能力的大小。
10．总传热系数：总传热过程中热量传递能力的大小。
数值上表示传热温差为1K时，单位传热面积在单位时间内的传热量。
二、填空题1．热量传递的三种基本方式为、、。
（热传导、热对流、热辐射）2．热流量是指，单位是。
热流密度是指，单位是。
（单位时间内所传递的热量，W，单位传热面上的热流量，W/m2）3．总传热过程是指，它的强烈程度用来衡量。
(热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程，总传热系数)4．总传热系数是指，单位是。
（传热温差为1K时，单位传热面积在单位时间内的传热量，W／(m2·K)）5．导热系数的单位是；对流传热系数的单位是；传热系数的单位是。
热传导练习题
热传导练习题热传导是热量在物体之间通过分子或原子之间的碰撞传递的过程。
熟悉热传导的概念和理论是理解热力学以及热学相关问题的关键。
下面是一些热传导练习题，旨在帮助你加深对热传导的理解以及应对不同场景的热传导问题。
练习题1：热传导方程问题：某一绝缘材料的热传导方程为：∂T/∂t = α∇²T其中，T是温度分布随时间的变化，α是绝缘材料的热传导率。
请问，在给定初始温度分布和边界条件的情况下，如何求解上述热传导方程？练习题2：导热系数问题问题：某实验室进行了一次关于导热系数的实验，结果如下：- 热流量：10W- 温度差：5℃- 材料厚度：0.5m- 材料面积：2m²请问，该材料的导热系数是多少？练习题3：多层传导问题问题：一个复合材料由三层材料构成，每层厚度相同。
已知各层的导热系数分别为k₁、k₂和k₃（k₁ > k₂ > k₃），且顶部和底部的温度分别为T₁和T₃，中间层的初始温度分布为T₂(x) = 100x²，其中x为距离。
请问，当时间趋向于无穷大时，中间层的温度分布如何？练习题4：水的热传导问题问题：一杯热水温度为70℃，在室温下放置一段时间后，温度降到了40℃。
已知水的热传导系数k = 0.6 W/m·K，容器底面积为0.1m²，容器的热导率可以忽略不计。
请问，若在温度降到40℃后，将水杯置于温度为20℃的环境中，请问多久后水的温度会降到20℃？练习题5：电子器件的散热问题问题：一台电脑处理器的表面温度为80℃，其热传导面积为0.05m²，热传导系数为20 W/m·K。
假设环境温度为25℃，请问多久后处理器的温度会降到40℃？以上是一些关于热传导的练习题，通过解答这些问题，可以加深对热传导理论的理解，并学会应用热传导方程来解决实际问题。
热传导是热学中的重要概念，在工程领域和日常生活中都有许多实际应用，例如散热器、绝缘材料和冷却系统。
热能的传递和传导练习题
热能的传递和传导练习题热能的传递和传导是热学领域中的重要概念。
在生活中，我们经常会遇到热能的传递和传导现象，而了解这些现象对于我们的日常生活和工作都有重要的意义。
下面是一些关于热能传递和传导的练习题，通过这些题目的回答，我们可以更好地理解这些概念。
练习题一：传热方式1. 什么是热传导？它是如何发生的？2. 什么是热传递？列举出三种不同的热传递方式，并简要解释每一种方式的原理。
3. 列举一些你生活中常见的热传递现象，并解释它们所属的传热方式。
练习题二：传热因素1. 影响热传导的主要因素有哪些？2. 温度是如何影响热传导的？请用适当的例子进行说明。
3. 什么是热导率？它与热传导的关系是怎样的？练习题三：传热计算1. 如何计算导热方程？2. 如果一根铜棒的热导率为400 W/(m·K)，棒的长度为50 cm，横截面积为0.05 m²，两端温度差为100 K，求通过铜棒的热流量。
3. 如果用蜡烛来加热室内面积为20 m²的房间，室内温度为15°C，外界温度为5°C。
假设房间没有绝热层，蜡烛燃烧产生的热量全部传递给室内空气，计算蜡烛需要燃烧多长时间才能使房间温度升高到25°C。
练习题四：传热应用1. 热传导在哪些领域被广泛应用？请列举三个例子，并简要介绍每个例子中的热传导应用。
2. 利用热传导的原理，解释为什么在冬天，大地比空气温暖？3. 热传导对于建筑材料的选择有哪些影响？请列举两个例子。
练习题五：传热实验1. 设计一个简单的实验，用来观察热传导现象。
2. 描述实验步骤和所需材料。
3. 分析实验结果，得出结论，并解释现象背后的物理原理。
以上是关于热能的传递和传导练习题，通过回答这些问题，我们可以更好地理解热学中的基本概念。
热能的传递和传导在我们的生活中无处不在，了解和掌握这些概念，可以帮助我们更好地利用热能，改善生活和工作环境。
希望通过这些练习题的完成，能对读者有所帮助。
热传导练习题
热传导练习题随着科技的不断发展，我们对热力学的研究和应用也越发深入。
而热传导作为热力学的一个重要概念，在实际生活和工程领域中起着巨大的作用。
为了更好地理解和应用热传导的原理，让我们来进行一些练习题。
1. 问题：一块铁板的两个表面，分别和温度为20℃和100℃的环境接触。
铁板的厚度为5 cm，导热系数为80 W/(m·℃)。
求铁板的热传导率以及单位时间内从铁板一侧传导到另一侧的热量。
解析：根据热传导的基本公式：Q = kAΔT/Δx，其中Q为传导热量，k为热传导率，A为传导的面积，ΔT为温度差，Δx为传导的距离。
首先，计算热传导率k。
由于铁板的两个表面温度分别为20℃和100℃，温度差ΔT为100℃-20℃=80℃。
铁板的厚度为5 cm，转换成m为0.05 m。
由于铁板是矩形形状，故传导的面积A为A = L × W =1m × 1m = 1 m²（假设铁板为正方形且边长为1m）。
代入公式，可得：Q = k × A × ΔT/Δx = k × 1 m² × 80℃ / 0.05 m。
计算可得：Q = 80 W/m·℃ × 1 m² × 80℃ / 0.05 m = 128,000 W，即128 kW。
所以，铁板的热传导率为80 W/(m·℃)，单位时间内从铁板一侧传导到另一侧的热量为128 kW。
2. 问题：一根铜棒的两端分别与温度为200℃和0℃的物体接触。
铜棒的长度为1 m，截面积为0.02 m²，导热系数为400 W/(m·℃)。
求单位时间内从一端传导到另一端的热量。
解析：同样根据热传导的基本公式：Q = kAΔT/Δx，其中Q为传导热量，k为热传导率，A为传导的面积，ΔT为温度差，Δx为传导的距离。
首先，计算铜棒的温度差ΔT。
由于铜棒的两端温度分别为200℃和0℃，温度差ΔT为200℃-0℃=200℃。
传热学典型习题详解1
绪论部分一、基本概念主要包括导热、对流换热、辐射换热的特点及热传递方式辨析。
1、冬天，经过在白天太阳底下晒过的棉被，晚上盖起来感到很暖和，并且经过拍打以后，效果更加明显。
试解释原因。
答：棉被经过晾晒以后，可使棉花的空隙里进人更多的空气。
而空气在狭小的棉絮空间里的热量传递方式主要是导热，由于空气的导热系数较小(20℃，1.01325×105Pa时，空气导热系数为0.0259W/(m·K)，具有良好的保温性能。
而经过拍打的棉被可以让更多的空气进入，因而效果更明显。
2、夏季在维持20℃的室内工作，穿单衣感到舒适，而冬季在保持22℃的室内工作时，却必须穿绒衣才觉得舒服。
试从传热的观点分析原因。
答：首先，冬季和夏季的最大区别是室外温度的不同。
夏季室外温度比室内气温高，因此通过墙壁的热量传递方向是出室外传向室内。
而冬季室外气温比室内低，通过墙壁的热量传递方向是由室内传向室外。
因此冬季和夏季墙壁内表面温度不同，夏季高而冬季低。
因此，尽管冬季室内温度(22℃)比夏季略高(20℃)，但人体在冬季通过辐射与墙壁的散热比夏季高很多。
根据上题人体对冷感的感受主要是散热量的原理，在冬季散热量大，因此要穿厚一些的绒衣。
3、试分析室内暖气片的散热过程，各环节有哪些热量传递方式？以暖气片管内走热水为例。
答：有以下换热环节及热传递方式(1)由热水到暖气片管到内壁，热传递方式是对流换热(强制对流)；(2)由暖气片管道内壁至外壁，热传递方式为导热；(3)由暖气片外壁至室内环境和空气，热传递方式有辐射换热和对流换热。
4、冬季晴朗的夜晚，测得室外空气温度t高于0℃，有人却发现地面上结有—层簿冰，试解释原因(若不考虑水表面的蒸发)。
解：如图所示。
假定地面温度为了Te ，太空温度为Tsky，设过程已达稳态，空气与地面的表面传热系数为h，地球表面近似看成温度为Tc 的黑体，太空可看成温度为Tsky的黑体。
则由热平衡：，由于Ta ＞0℃，而Tsky＜0℃，因此，地球表面温度Te有可能低于0℃，即有可能结冰。
《传热学》习题课(导热部分)
第二章 导热基本定律及稳态导 热——思考题
• 10. 有人对二维矩形物体中的稳态、无内热源、常 物性的导热问题进行了数值计算。矩形的一个边绝 热，其余三个边均与温度为tf的流体发生对流换热。 你能预测他所得的温度场的解吗？ 答：为以tf均匀分布的温度场。因一边绝热无热流 传递，其它三个边外的温度相同，无内热源，常物 性、稳态。如果不是以tf大小的均匀分布温度场， 就存在温差和外部有热流量交换，因无内热源，板 内无热量保持供给或吸收，就不能维持这个温差， 温差如有变化不符合稳态条件，只能是以tf大小均 匀分布的温度场。
第一章 绪论——习题
• 1-3 一宇宙飞船的外形示于附图中，其中外遮 光罩是凸出于飞船船体之外的一个光学窗口， 其表面的温度状态直接影响到飞船的光学遥感 器。船体表面各部分的表面温度与遮光罩的表 面温度不同。试分析，飞船在太空中飞行时与 遮光罩表面发生热交换的对象可能有哪些？换 热的方式是什么？
飞船船体
第二章 导热基本定律及稳态导 热——思考题
• 9. 在式（2-49）所给出的分析解中， 不出现导热物体的导热系数，请你提供 理论依据。 答：因稳态、无内热源、导热系数为常 数的二维导热问题的控制方程（2-46a） 与导热系数无关；四个边界条件是温度 边界条件，不包含导热系数（2-46b）。 （2-49）式是上述定解问题的解，自然 不出现导热物体的导热系数。
q
A
T T
4 1
4 2
第一章 绪论——习题
• 1-17 有一台气体冷却器，气侧表面传热 系数h1=95W/(㎡· K)，壁面厚δ=2.5㎜， λ=46.5W/(m·K)，水侧表面传热系数 h2=5800W/(㎡· K)。设传热壁可以看作平 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？
热力学练习题热容和热传导
热力学练习题热容和热传导热力学练习题：热容和热传导热容和热传导是热力学中的重要概念。
热容指物体在吸热或放热过程中的温度变化，而热传导则是指热量在物体中的传递过程。
本文将通过几个实际问题的例子，来详细解释热容和热传导的概念和计算方法。
1. 问题一：一个100克的铝杯中装有80度的热水，它与环境的温度为20度。
铝杯的热容为0.9 J/g℃，环境对铝杯的热容可忽略不计。
求热水冷却到60度时，铝杯的温度变化。
首先，我们可以使用以下公式来计算物体的热容变化：ΔQ = mcΔT其中，ΔQ表示吸热或放热的量，m表示质量，c表示热容，ΔT表示温度变化。
在这个问题中，我们需要计算铝杯的温度变化，可以将热水和铝杯看作一个整体，质量为100克 + 80克 = 180克。
∆Q = mc(∆T)∆Q = 180g * 0.9J/g℃ * (60℃ - 80℃)∆Q = -360J根据能量守恒定律，铝杯放出的热量等于热水吸收的热量，所以∆Q = -360J 即为铝杯吸热的量。
由于环境对铝杯的热容可忽略不计，所以完全可以将问题看作是铝杯从80℃降到60℃的过程。
所以铝杯的温度变化为：60℃ - 80℃ = -20℃。
2. 问题二：一块铜板的面积为0.1平方米，厚度为2毫米，其热传导系数为400 W/(m℃)。
当铜板的两侧温差为80℃时，求在1分钟内通过铜板的热量。
热传导的公式可以表示为：Q = kA(ΔT/Δx)t其中，Q表示热量，k表示热传导系数，A表示面积，ΔT表示温差，Δx表示距离，t表示时间。
在这个问题中，我们需要计算通过铜板的热量，可以将时间单位换算为秒：1分钟 = 60秒Q = (400 W/(m℃)) * 0.1m^2 * (80℃ / 0.002m) * 60sQ = 960,000 J所以在1分钟内通过铜板的热量为960,000焦耳。
通过以上两个问题的解答，我们对热容和热传导有了更深入的理解。
热容描述了物体在吸热或放热过程中的温度变化，而热传导描述了热量在物体中的传递过程。
热传导和传热的计算练习题
热传导和传热的计算练习题热传导是指物体内部分子间的能量传递过程，而传热是指热量从高温区域传递到低温区域的过程。
掌握热传导和传热的计算方法对于解决实际问题具有重要意义。
下面将通过一些练习题来加深对热传导和传热计算的理解。
1. 练习题 1一个长度为2 m，截面积为0.01 m²的铜棒，两端温度分别为100 ℃和50 ℃。
铜的导热系数为400 W/(m·K)。
求棒子上每单位长度的热流量。
解答：首先通过热传导公式：热流量 = 导热系数 ×截面积 ×温度差 ÷长度我们可以计算出每单位长度的热流量：热流量 = 400 × 0.01 × (100 - 50) ÷ 2 = 100 W/m2. 练习题 2一个半径为0.05 m的球体，表面温度为500 K，球体内部温度为300 K。
假设球体的导热系数为20 W/(m·K)，求球体表面每单位面积的传热量。
解答：我们可以通过球体的表面积来求解每单位面积的传热量：表面积= 4πr²传热量 = 导热系数 ×表面积 ×温度差传热量= 20 × 4π × (0.05)² × (500 - 300) = 100 π W/m²3. 练习题 3一片0.02 m²的玻璃窗户，室内温度为20 ℃，室外温度为10 ℃。
忽略玻璃的导热特性，求窗户每秒传递的热量。
解答：窗户的传热量可以通过传热率公式来计算：传热率 = 1.6 W/(m²·K) （常用值）传热量 = 传热率 ×面积 ×温度差传热量 = 1.6 × 0.02 × (20 - 10) = 0.32 W4. 练习题 4一个铝制容器内装有100 g的水，初始温度为25 ℃。
将容器置于100 ℃的蒸汽中，经过一段时间后，水的温度达到90 ℃。
传热学的导热练习题
• 解：导热微分方程为
t
a
2t x2
2t y 2
2t z 2
c
本题为无限长长方柱体的二维稳态导热，故 t ＝0，2t ＝0 z2导热来自分方程简化为 2t x2
2t y 2
＝0
定解条件：
t 0, x x0
内墙
炉外
解：本题的解题关键是求出炉墙内外串联热阻和18只螺栓并联电阻
已知炉墙内表面温度Twi 920K ,炉外空气温度Tf 300K
18只螺栓的总面积Al
18 1 d 2 18 1
4
4
1.9 102
2 5.1103 m2
内外层炉墙的表面积Aq 1 Al 1 5.1103 0.9949m2
导热的几个练习题
• 例1. 某锅炉炉墙，内层是厚为7.5㎝、λ＝ 1.10W/（m·K）的耐火砖，外层是厚0.64㎝、 λ＝39W/（m·K）的钢板，且在每平方米的 炉墙表面上有18只直径为1.9㎝的螺栓 [λ=39 W/（m·K）]。假定炉墙内、外表面 温度均匀，内表面温度为920K，炉外是 300K的空气，炉墙外表面的表面传热系数 为68W/（㎡·K），求炉墙的总热阻＆热流 密度。
3600
• 例3. 一根外径为100mm的热力管道上拟包 覆两层绝热材料。现有两种保温材料，材 料中甲的导热系数为0.06，材料乙的导热系 数为0.18，两种材料的厚度都定为75mm， 试比较将材料甲（导热系数小）放在内层 紧贴管壁好还是将材料乙放在内层好？假 设在这两种做法中内、外表面的温度保持 不变。
Rl Ri Rl Ri
传热学讲义第一章—导热理论基础
第一章 导热理论基础本章重点：准确理解温度场、温度梯度、导热系数等基本概念，准确掌握导热基本定律及导热问题的基本分析方法。
物质内部导热机理的物理模型：（1）分子热运动；（2）晶格（分子在无限大空间里排列成周期性点阵）振动形成的声子运动；（3）自由电子运动。
物质内部的导热过程依赖于上述三种机理中的部分项，这几种机理在不同形态的物质中所起的作用是不同的。
导热理论从宏观研究问题，采用连续介质模型。
第一节 基本概念及傅里叶定律1-1 导热基本概念一、温度场(temperature field)（一）定义：在某一时刻，物体内各点温度分布的总称，称为即为温度场（标量场）。
它是空间坐标和时间坐标的函数。
在直角坐标系下，温度场可表示为：),,,(τz y x f t = （1-1）（二）分类：1．从时间坐标分：① 稳态温度场：不随时间变化的温度场，温度分布与时间无关，0=∂∂τt ，此时，),,(z y x f t =。
（如设备正常运行工况） 稳态导热：发生于稳态温度场中的导热。
② 非稳态温度场：随时间而变化的温度场，温度分布与时间有关，),,,(τz y x f t =。
（设备启动和停车过程）非稳态导热：在非稳态温度场中发生的导热。
2．从空间坐标分： ① 三维温度场：温度与三个坐标有关的温度场，⎩⎨⎧==稳态非稳态),,(),,,(z y x f t z y x f t τ ② 二维温度场：温度与二个坐标有关的温度场，⎩⎨⎧==稳态非稳态),(),,(y x f t y x f t τ∆tt-∆tgrad t③ 一维温度场：温度只与一个坐标有关的温度场，⎩⎨⎧==稳态非稳态，)()(x f t x f t τ 二、等温面与等温线1．等温面(isothermal surface)：在同一时刻，物体内温度相同的点连成的面即为等温面。
2．等温线(isotherms)：用一个平面与等温面相截，所得的交线称为等温线。
为了直观地表示出物体内部的温度分布，可采用图示法，标绘出物体中的等温面（线）。
传热学基本题
5
（D）当流动长度较大时，边界层内可以出现湍流
6 单相流体对流换热及准则关系式
6-1 在流体外掠圆管的受迫对流传热时，如果边界层始终是层流的，则圆管表面上自前驻点
开始到边界层脱体点之间，对流传热系数可能：
（A）不断减小
（B）不断增加
（C）先增加后减少
（D）先减少后增加
6-2 水力粗糙管内的受迫对流传热系数与管壁的粗糙度密切相关，粗糙度的增加提高了流体
分法求解，当 Δx = Δy 时，则在下面正确的边界节点方程中是：
（A） t1 + t2 + t3 − 3t4 = 0 （B） t1 + 2t2 + t3 − 4t4 = 0 （C） t1 + 2t2 + t3 − t4 = 0 （D) t1 + t2 + 2t3 − 3t4 = 0
4-2 对于图中的二维稳态导热问题，右边界是恒定热流边界条件，热
问题的相似准则关系式包括以下三个相似准则：
（A）雷诺数 Re，普朗特数 Pr，努塞尔特数 Nu
（B）格拉晓夫数 Gr，雷诺数 Re，普朗特数 Pr
（C）普朗特数 Pr，努塞尔特数 Nu，格拉晓夫数 Gr
（D）雷诺数 Re，努塞尔特数 Nu，格拉晓夫数 Gr
5-5 温度为 t∞ 的空气以速度 u∞ 掠过温度恒为 tw 的平壁时的层流受迫对流传热问题，在一定
（D) 不确定
2-2 在外径为 133mm 的蒸汽管道外覆盖保温层，管道内是温度为 300℃饱和水蒸气。按规定，
保温材料的外层的温度不得超过 50℃。若保温材料的导热系数为 0.05W/(m·℃)，为把管道
热损失控制在 150W/m 以下，保温层厚度至少应为：
传热学的导热练习题
= 0,
x =0
第二类边界条件
∂t ∂x ∂t ∂y
x =a
＝h ( t − t∞ ) 第三类边界条件 第一类边界条件 ＝ht 第三类边界条件
= t0
－λ
y =b
• 例5. 一实心燃气轮机叶片，高度H＝6.25㎝， 横截面积A＝4.65㎝2，周长P＝12.2㎝，热 导率λ＝22W/（m·K）。燃气有效温度Tge ＝1140K，叶根温度Tr＝755K,燃气对叶片 的表面传热系数h＝390W/（㎡·K）。假定 叶片端面绝热，求叶片的温度分布和通过 叶根的热流。 解：本题将实心燃气轮机视为等截面直肋
400 4.18 ×10 × 3600
3
+ 15 = 128.8°c
• 例3. 一根外径为100mm的热力管道上拟包 覆两层绝热材料。现有两种保温材料，材 料中甲的导热系数为0.06，材料乙的导热系 数为0.18，两种材料的厚度都定为75mm， 试比较将材料甲（导热系数小）放在内层 紧贴管壁好还是将材料乙放在内层好？假 设在这两种做法中内、外表面的温度保持 不变。
• 解：导热微分方程为
ɺ ∂ 2t ∂ 2t ∂ 2t Φ ∂t = a 2 + 2 + 2 + ∂τ ∂x ∂y ∂z ρ c ∂t ∂ 2t ∵ 本题为无限长长方柱体的二维稳态导热，故 ＝0， 2 ＝0 ∂τ ∂z ɺ ∂ 2t ∂ 2t Φ ∴导热微分方程简化为 2 + 2 + ＝0 ∂x ∂y λ 定解条件： ∂t ∂x －λ t
内墙 炉外
解：本题的解题关键是求出炉墙内外串联热阻和18只螺栓并联电阻
已知炉墙内表面温度Twi = 920 K , 炉外空气温度T f = 300 K 1 2 1 −2 2 18只螺栓的总面积Al = 18 × π d = 18 × × π × (1.9 ×10 ) = 5.1× 10−3 m 2 4 4 内外层炉墙的表面积Aq = 1 − Al = 1 − 5.1× 10−3 = 0.9949m 2
(完整word版)传热学习题
1-1为测定某材料的导热系数，用该材料制成厚5mm的大平壁，保持平壁两表面间的温差为30℃，并测得通过平壁的热流密度为6210W/m2。
试确定该材料的导热系数。
q=λΔtδ⟹λ=qδΔt=6210×0.00530=1.035W/mK1-6 在测定空气横掠单根圆管的对流传热实验中，得到如下数据：管壁平均温度t w=60℃，空气温度t f =20℃，管子外径d =14mm，加热段长L=80mm，输入加热段的功率Φ=8.6kW。
如果全部热量通过对流换热传给空气，问此时对流传热的表面传热系数多大？Q=hA∆t⟹h=QA∆t=Qπdl∆t=86003.14×0.014×0.08×(60−20)=61135W/m2K1-7 一电炉丝，温度为847℃，长1.5m ，直径2mm，表面发射率为0.95。
试计算电炉丝的辐射功率。
Q=εσAT4= εσπdlT4=0.95×5.67×3.14×0.002×1.5×(8.47+2.73)4= 798.42W2-2 厚度为100mm的大平壁稳态导热时的温度分布曲线为t=a+bx+cx2（x的单位为m），其中a=200℃，b=-200℃/m，c=30℃/m2，材料的导热系数为45 W/(m⋅K)。
（1）试求平壁两侧壁面处的热流密度；（2）该平壁是否存在内热源？若存在的话，强度是多大？(1)q(x)=−λdtdx=−45×(b+2cx)=−45×(−200+60x)=9000−2700xq(0)=9000W/m2q(0.1)= 9000−270=8730W/m2 (2)q v=8730−90000.1=−2700W/m33-5 平壁内表面温度为420℃，采用石棉作为保温材料，若保温材料的导热系数与温度的关系为λ=0.094+0.000125{t}℃ W/(m⋅K)，平壁保温层外表面温度为50℃，若要求热损失不超过340W/m2，问保温层的厚度应为多少？保温层平均温度t=0.5×(420+50)=235℃平均导热系数λ̅=0.094+0.000125{t}=0.094+0.000125×235=0.1234W/(m⋅K)q=λΔtδ⟹δ=λΔtq=0.1234×420−50340=0.134m3-26一种火焰报警器采用低熔点的金属丝作为传感元件，其原理是当金属丝受火焰或高温烟气作用而熔断时，报警系统即被触发。
热传导和传热的实际应用练习题
热传导和传热的实际应用练习题传热是热力学中一个重要的概念，它描述了热能在物体之间的转移过程。
传热有三种主要的方式：热传导、对流传热和辐射传热。
在日常生活和工程实践中，我们经常遇到与传热相关的问题。
以下是一些实际应用练习题，旨在巩固和深化对热传导和传热的理解。
1. 热传导问题1.1 一块长方形金属板的两侧温度分别为100°C和20°C，板的宽度为0.1m，厚度为0.02m。
已知该金属板的导热系数为50 W/(m·K)，求金属板上某一点的热传导速率。
解答：根据热传导定律，热传导速率Q与导热系数λ、温度差ΔT 以及传热面积A的乘积成正比，即Q = λ·A·ΔT。
由题意可知，ΔT = 100°C - 20°C = 80°C，A = 0.1m × 0.02m = 0.002m²。
代入已知数据，可得热传导速率Q = 50 W/(m·K) × 0.002m² × 80°C = 8 W。
1.2 一根长为1m，直径为0.02m的铜棒的两端分别与100°C和20°C的热源接触，已知铜的导热系数为400 W/(m·K)，求铜棒上某一点的热传导速率。
解答：对于圆柱体，热传导速率的计算式为Q = λ·A·ΔT/Δx，其中A为圆柱体的横截面积，Δx为热传导的距离。
由题意可知，A = πr² = π(0.01m)²，ΔT = 100°C - 20°C = 80°C。
根据题意条件，Δx可以取1m。
代入已知数据，可得热传导速率Q = 400 W/(m·K) × π(0.01m)² × 80°C / 1m = 0.08 π W。
2. 传热方式问题2.1 一瓶装有热茶的杯子放在室内，茶的温度为70°C，室内温度为25°C。
热工过程与设备-3.传热学01-传导
A: 窑炉中的窑墙、窑顶，虽然各点温度不同，
但不随时间而改变，属稳定传热. B: 在加热或冷却过程中，窑炉同一部位的温度 都随时间改变，属不稳定传热.
等温面 等温线 温度梯度： Gradt 图2-1温度梯度和热流
基本概念
稳定温度场
1、温度场
不稳定温度场
t lim n
t 0 t 0
已知粘土砖及红砖的导热系数分别为： λ粘土砖＝0.70＋0.55×10-3t （W/m.℃）; λ红砖＝0.46＋0.44×10-3t （W/m.℃）。
导热 多层平壁导热Q计算通式：
t1 tn 1 Q qF F const n i i1 av.i
交界面温度计算（稳态导热）
先假设，后校核（中间层温度未知，用误差法求解（<5%））
例题 : 某隧道烧成带的砌 筑材料, 如下表窑墙：内 表面温度t1 = 1400℃，外 表面温度t5 = 80℃， 求: 热流密度q和各层 温度分布?
一维稳定导热
1、2 平壁导热
导热
单层平壁导热
（1）
const
dt 根据付里叶定律： q dx
将此式分离 变量并积分：
q
t1 t 2
t
x
t t
2
，
1
xt
热学中的热传导和热辐射练习题
热学中的热传导和热辐射练习题热传导和热辐射是热学中的两个重要概念，在物体的热学性质研究中起着至关重要的作用。
本文将通过一些练习题来帮助读者更好地理解和应用热传导和热辐射的概念。
练习题一：热传导某铁棒的两端分别与热源和冷源相接触，已知铁棒的长度为L，热源温度为T1，冷源温度为T2，热传导系数为λ，问铁棒上某点x处的温度分布是怎样的？解答：根据热传导的基本原理，热传导的速率与温度梯度成正比。
温度梯度表示单位长度内温度的变化量。
设铁棒某点x处温度为T(x)，则单位长度内的温度变化量为dT/dx。
根据热传导定律，热传导速率Q与温度梯度dT/dx成正比，即Q = -λA(dT/dx)，其中负号表示热从高温向低温传递。
A为铁棒的横截面积。
将上述方程变形可得：-dQ/dx = λA(dT/dx)由于热通量Q = -λA(dT/dx)，因此上述方程可以简化为-dQ/dx =dQ/dx对上述方程积分可得：Q = -λA(T2 - T1)/L这个结果告诉我们，热传导速率与铁棒上某点到热源和冷源的距离成反比。
也就是说，距离热源越远的地方，温度变化越小。
练习题二：热辐射某物体以恒定速率从其表面辐射出能量，已知物体的辐射频率为f，辐射功率为P，问该物体的温度是多少？解答：根据瑞利-金斯定律，黑体辐射功率与温度的四次方成正比。
即P = σAT^4，其中σ为斯特藩-玻尔兹曼常数，A为辐射面的面积。
将给定的辐射功率P代入上述方程可得：T^4 = P/(Aσ)解得：T = (P/(Aσ))^1/4这个结果告诉我们，物体的温度与其辐射功率和辐射面的面积成正比。
同时也说明了物体的温度越高，辐射出的能量越大。
练习题三：热传导和热辐射的结合应用某房间的墙体由两层材料构成，内外层的厚度分别是d1和d2，已知内外层的热传导系数分别为λ1和λ2，内外层材料的辐射能力分别为ε1和ε2，问房间内外温差稳定时墙壁的温度分布是怎样的？解答：根据热传导的基本原理，墙体的内外两层材料之间存在温度梯度，热从温度高的一侧传导到温度低的一侧。
《传热学》导热部分复习题之一2008 (2)
《传热学》导热部分习题课之一1 试分析室内暖气片的散热过程，各环节有哪些热量传递方式？（以暖气片管内走热水为例）答：有以下换热环节及传热方式：o由热水到暖气片管道内壁，热传递方式是对流换热（强制对流）；o由暖气片管道内壁至外壁，热传递方式为导热；o由暖气片外壁至室内环境和空气，热传递方式有辐射换热和对流换热。
o2、写出导热问题常见的三类边界条件。
答：规定了边界上的温度值的第一类边界条件；规定了边界上的热流密度值的第二类边界条件；规定了边界上物体和周围流体间的传热系数及周围流体的温度的第三类边界条件。
3、在东北地区，建房用砖采用实心砖还是多孔空心砖好？为什么？（仅考虑传热问题）答：在其他条件相同时，实心砖材料如红砖的导热系数为0.5，而多孔空心砖中充满着不动的空气，空气在纯导热时，其导热系数很低，是很好的绝热材料。
因而用多孔空心砖好。
4、在某厂生产的测温元件说明书上，标明该元件的时间常数为1s。
从传热学角度，你认为可信吗？为什么？答：根据时间常数定义，，在一定条件下，，，，可以认为是常数，但表面传热系数确是与具体过程有关的过程量，与测温元件安装的具体环境的换热条件有关。
因此，其说法不可信。
5、根据下列条件，写出导热微分方程？直角坐标系，一维，非稳态，无内热源，常物性。
答：6、热量传递的三种基本方式是什么? 答：导热、对流、热辐射7、绝热边界是第几类边界条件？ 答：第二类边界条件8、稳态导热答：发生在稳态温度场内的导热过程称为稳态导热。
（或：物体中的温度分布不随时间而变化的导热称为稳态导热。
）9、稳态温度场答：温度场内各点的温度不随时间变化。
（或温度场不随时间变化。
） 10、写出直角坐标系中导热微分方程的一般表达式，它是根据什么原理建立起来的？它在导热问题的分析计算中有何作用？答：（1）直角坐标系中导热微分方程的一般表达式为：c z tρτ。
＝Φ+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂+∂∂∂∂222222t y t xt a （2）它是根据导热基本定律（或傅里叶定律）和能量守恒定律建立起来的。
传热学习题__
第1章绪论习题1-1 一大平板，高3m、宽2m、厚0.02m，导热系数为45 W/(m·K)，两侧表面温度分别为t1 = 100℃、t2 = 50℃，试求该平板的热阻、热流量、热流密度。
1-2 一间地下室的混凝土地面的长和宽分别为11m和8m，厚为0.2m。
在冬季，上下表面的标称温度分别为17℃和10℃。
如果混凝土的热导率为1.4 W/(m·K)，通过地面的热损失率是多少？如果采用效率为ηf = 0.90的燃气炉对地下室供暖，且天然气的价格为C g = $0.01/MJ，每天由热损失造成的费用是多少？1-3 空气在一根内径50mm，长2.5m的管子内流动并被加热，已知空气平均温度为80℃，管内对流传热的表面传热系数为h = 70W/(m2·K)，热流密度为q = 5000W/m2，试求管壁温度及热流量。
1-4 受迫流动的空气流过室内加热设备的一个对流换热器，产生的表面传热系数h = 1135.59 W/(m2·K)，换热器表面温度可认为是常数，为65.6℃，空气温度为18.3℃。
若要求的加热功率为8790W，试求所需换热器的换热面积。
1-5 一电炉丝，温度为847℃，长1.5m，直径为2mm，表面发射率为0.95。
试计算电炉丝的辐射功率。
1-6 夏天，停放的汽车其表面的温度通常平均达40～50℃。
设为45℃，表面发射率为0.90，求车子顶面单位面积发射的辐射功率。
1-7 某锅炉炉墙，内层是厚7.5cm、λ = 1.10W/(m·K)的耐火砖，外层是厚0.64cm、λ = 39W/(m·K)的钢板，且在每平方米的炉墙表面上有18只直径为1.9cm的螺栓[λ = 39W/(m·K)]。
假定炉墙内、外表面温度均匀，内表面温度为920K，炉外是300K的空气，炉墙外表面的表面传热系数为68 W/(m2 ·K)，求炉墙的总热阻和热流密度。
- 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)。
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。
2.按照导热机理，水的三种状态下( )的导热系数最小。
（A ）冰；（B ）液态水；（C ）水蒸汽；（D ）不确定。
3.当外径为d 2的管道采取保温措施时，应当选用临界热绝缘直径d c （ ）的材料。
（A ）大于d 2；（B ）d c 没有要求；（C ）小于d 2；（D ）不确定。
4.通过有内热源的大平壁的导热，其内的温度分布为( )，热流密度( )。
（A ）直线，常量；（B ）曲线，变量；（C ）直线，变量；（D ）曲线，变量。
5. 热力管道外用两层保温材料保温, 两种材料的导热系数分别为12
,λλ()12λλ>。
下列
说法正确的是（ ）。
（A ）将导热系数小的材料放在内测，则保温效果好；
（B ）将导热系数大的材料放在内测，则保温效果好；
（C ）无论保温材料怎么放置，保温效果一样；
（D ）无法确定。
6.凡平均温度不高于350℃，导热系数不大于( )W ／m ·℃的材料称为保温材料。
（A ）0.2；（B ）0.12；（C ）0.02；（D ）0.18
7.一维常物性稳态导热物体中，温度分布与导热系数无关的条件是（ ）。
（A ）无内热源；（B ）内热源为定值；（C ）负内热源；（D ）正内热源。
8.物性参数为常数的一圆柱导线，通过的电流均匀发热，导线与空气间的表面传热系数恒定，建立导线的导热微分方程采用（ ）。
（A ）直角坐标下一维有内热源的稳态导热微分方程；
（B ）直角坐标下一维有内热源的不稳态导热微分热方程；
（C ）柱坐标下一维有内热源的稳态导热微分热方程；
（D ）柱坐标下一维有内热源的不稳态导热微分热方程。
9.冬天时节，被子经过白天晾晒，晚上人盖着感觉暖和，是因为（ ）。
（A ）被子中蓄存了热量，晚上释放出来了；
（B ）被子变厚了；
（C ）被子的导热系数变小了；
（D ）被子外表面的对流换热减小了。
10. .不稳态导热采用有限差分方法求解温度场，关于差分方程的那种说法是对的。
（）
（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）隐式差分格式是温度对位置的二阶导数采用向后差分获得。