西安交通大学传热学大作业
西安交通大学传热学大作业
《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。
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》在线作业-005
《传热学》在线作业第一类边界条件下，常物性稳态导热大平壁，其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:正内热源正确选项：A稳态导热是指( )。
A:温度不随时间变化B:温度不随空间位置变化C:温度在各点值相等D:温度不随时间和空间位置变化正确选项：AA:AB:BC:CD:D正确选项：B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:不确定正确选项：C在判断迭代过程是否已经收敛时，常采用判断两次迭代计算所得区域最大值的差的绝对值，一般该绝对值在（）范围内认为收敛。
A:0.1-0.01B:0.001-0.0001C:0.0001-0.00001D:0.001-0.000001正确选项：D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（）。
A:横掠单管B:在管内流动C:纵掠平板D:纵掠单管正确选项：AA:AB:BC:CD:D正确选项：A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( )。
A:横掠单管B:在管内流动C:纵掠平板D:纵掠单管正确选项：A（）是在相同温度下辐射能力最强的物体。
A:铜B:灰体C:黑体D:自由体正确选项：C采用蒸汽和电加热器对水进行加热,下列说法正确的是( )。
A:采用蒸汽对水进行加热易使容器烧毁B:采用电加热器对水进行加热易使容器烧毁C:采用蒸汽和电加热器对水进行加热，使容器烧毁的可能性一样D:采用蒸汽和电加热器对水进行加热，都不会使容器烧毁的正确选项：B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（）。
A:增大B:不变C:减小D:开始减小，而后增大正确选项：B下列哪个准则数反映了流体物性对对流换热的影响?（）。
A:雷诺数B:雷利数C:普朗特数D:努谢尔特数正确选项：C强化流体在管内对流换热的措施有（）。
A:在管内加内插物B:加大管内流体流速C:增大管径D:把圆管换成椭圆管正确选项：A稳态导热与非稳态导热的分类原则是根据导热与（）的相关性。
20春西交《传热学》在线作业答案
(单选题)1: 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为定值，建立导线的导热微分方程采用（）。
A: 柱坐标下一维无内热源的不稳态导热微分热方程
B: 柱坐标下一维无内热源的稳态导热微分热方程
C: 柱坐标下一维有内热源的不稳态导热微分热方程
D: 柱坐标下一维有内热源的稳态导热微分热方程
正确答案: D
(单选题)2: 下列工质的普朗特数最小的是( )
A: 水
B: 空气
C: 液态金属
D: 变压器油
正确答案: C
(单选题)3: 流体外掠光滑管束换热时，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（）。
A: 最小
B: 最大
C: 与其他各排相同
D: 不确定
正确答案: A
(单选题)4: 采用蒸汽和电加热器对水进行加热，下列说法正确的是（）。
A: 采用蒸汽对水进行加热易使容器烧毁
B: 采用电加热器对水进行加热易使容器烧毁
C: 采用蒸汽和电加热器对水进行加热，使容器烧毁的可能性一样
D: 采用蒸汽和电加热器对水进行加热，都不会使容器烧毁的
正确答案: B
(单选题)5: 炉墙内壁到外壁的热传递过程为（）。
A: 热对流
B: 复合换热
C: 对流换热
D: 导热
正确答案: D
(单选题)6: 在条件下，热边界层厚度与流动边界层厚度是相等的。
A: Pr<1
B: Pr>1
C: Pr=1
D: 不确定
正确答案: C。
西交《传热学》在线作业
单选题
多选题
、多选题（共 20 道试题，共 40 分。）
1. 研究对流传热的方法，即获得表面传热系数h的表达式的方法大致包含哪几种（）。
A. 分析法
B. 实验法
C. 比拟法
D. 数值法
满分：2 分
2. 影响凝结传热的其他因素包括（）和冷凝液过冷度。
17. 单位面积的导热热阻单位为（）。
A. ㎡·K
B. ㎡·K/W
C. W/㎡
D. W/m·K
满分：2 分
18. 雷诺准则反映了（）的对比关系。
A. 惯性力和粘性力
B. 重力和惯性力
C. 重力和粘性力
D. 浮升力和粘性力
满分：2 分
19. 下列哪个准则数反映了流体物性对对流换热的影响?（）。
A. 雷诺数
B. 雷利数
C. 普朗特数
D. 努谢尔特数
满分：2 分
20. 炉墙内壁到外壁的热传递过程为（）。
A. 热对流
B. 复合换热
C. 对流换热
D. 导热
满分：2 分
21. 对流换热系数为1000W/（m2·K）、温度为77℃的水流经27℃的壁面，其对流换热的热流密度为（ ）。
西交《传热学》在线作业
试卷总分：100 测试时间：--
单选题
多选题
、单选题（共 30 道试题，共 60 分。）
1. 稳态导热与非稳态导热的分类原则是根据导热与（）的相关性。
A. 时间
B. 空间
C. 压力
D. 密度
满分：2 分
2. 对流换热系数为100W/(㎡·K)、温度为20℃的空气流经50℃的壁面，其对流换热的热流密度为（）。
奥鹏西安交通大学19年3月课程考试《传热学(高起专)》作业考核试题100分答案
西安交通大学19年3月课程考试《传热学(高起专)》作业考核试题
（）是在相同温度条件下辐射能力最强的物体。
A.灰体
B.磨光玻璃
C.涂料
D.黑体
标准答案:D
当通过固体壁面传热时，采用加肋增强传热，说法正确的是()。
A.在流体表面传热系数小的一侧加肋，传热效果好
B.在流体表面传热系数大的一侧加肋，传热效果好
C.在两侧都加肋，传热效果好
D.在两侧任何一侧加肋，传热效果一样好
标准答案:A
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。
A.搅动锅中的稀饭
B.把锅放入凉水中
C.把锅放入凉水中，搅动锅中的稀饭
D.把锅放入凉水中，搅动凉水
标准答案:C
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
标准答案:C
写出a(V/A)/λ的名称（）。
A.努谢尔特准则
B.付立叶准则
C.毕奥准则
D.普兰特准则
标准答案:C
随着沸腾换热表面过热度增加，气化核心逐渐增多，后增加的气化核心的大小较之于先形成的核心大小要()。
A.大
B.小
C.相等
D.不确定
标准答案:B
对流换热以()作为基本计算公式。
A.傅里叶定律
B.牛顿冷却公式
C.普朗克定律
D.热力学第一定律
标准答案:B。
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。
传热学大作业(2)
传热学大作业(2)二维稳态计算练习1、原始题目及要求二维平壁的节点划分及边界条件如上图所示，计算要求如下：1. 写出各未知温度节点的代数方程2. 分别给出G-S迭代和Jacobi迭代程序3. 程序中给出两种自动判定收敛的方法4. 考察三种不同初值时的收敛快慢5. 上下边界的热流量（λ=1W/(m℃））6. 绘出最终结果的等值线报告要求如下：1. 原始题目及要求2. 各节点的离散化的代数方程3. 源程序4. 不同初值时的收敛快慢5. 上下边界的热流量（λ=1W/(m℃））6. 计算结果的等温线图7. 计算小结2. 各节点的离散化的代数方程将上图二维平壁的节点编号如下各节点的离散化代数方程如下：由于（5，1）为歧义点，现将其近似认为对流边界外部拐点，其节点离散化代数方程为：3.源程序（1）、G-S迭代算法Matlab源程序：t=zeros(5,5);t0=zeros(5,5);e=0.001;h=10;n=1;tf=10;for j=1:5 %上边界节点t(1,j)=200;endfor i=1:5 %右边界节点t(i,5)=100;endfor k=1:100for i=2:4 %内部节点for j=2:4t(i,j)=(t(i-1,j)+t(i+1,j)+t(i,j-1)+t(i,j+1))/4;endendfor i=2:4;%左边界节点t(i,1)=(2*t(i,2)+t(i-1,1)+t(i+1,1)+2*h*tf/n)/(4+2*h/n); endfor j=2:4; %下边界节点t(5,j)=(t(5,j-1)+t(5,j+1)+2*t(4,j))/4;endt(5,1)=(t(4,1)+t(5,2)+2*h*tf/n)/(2+2*h/n); %(5,1)节点dtmax=0;for i=1:5for j=1:5dtmax=max(abs(t(i,j)-t0(i,j)),dtmax);endendcontour(t',30);t0=t;tpause;if dtmax<e break; endend（2）Jacobi迭代Matlab源程序t=zeros(5,5);t0=zeros(5,5);e=0.001;h=10;n=1;tf=10;Num=0;for j=1:5 %上边界节点t(1,j)=200;endfor i=1:5 %右边界节点t(i,5)=100;endt0=t;for k=1:100for i=2:4 %内部节点for j=2:4t(i,j)=(t0(i-1,j)+t0(i+1,j)+t0(i,j-1)+t0(i,j+1))/4; endendfor i=2:4;%左边界节点t(i,1)=(2*t0(i,2)+t0(i-1,1)+t0(i+1,1)+2*h*tf/n)/(4+2*h/n); endfor j=2:4; %下边界节点t(5,j)=(t0(5,j-1)+t0(5,j+1)+2*t0(4,j))/4;endt(5,1)=(t(4,1)+t(5,2)+2*h*tf/n)/(2+2*h/n); %(5,1)节点dtmax=0;for i=1:5for j=1:5dtmax=max(abs(t(i,j)-t0(i,j)),dtmax);endendcontour(t',30);t0=t;tpause;Num=Num+1;Numif dtmax<e break; endend比较两种方法的收敛速度：G-S法最终输出结果如下：t =200.0000 200.0000 200.0000 200.0000 100.000026.2727 107.4214 135.1054 135.4873 100.000015.7010 68.3085 97.5138 106.8443 100.000013.9343 52.5990 79.7981 94.3766 100.000013.5242 48.3564 74.7042 90.8644 100.0000Num =29Jacobi法最终结果如下：t =200.0000 200.0000 200.0000 200.0000 100.000026.2695 107.3899 135.0717 135.4675 100.000015.6897 68.2189 97.4308 106.7988 100.000013.8464 52.3668 79.6357 94.2985 100.000011.8916 47.7681 74.4495 90.7611 100.0000Num =53由此可见，G-S法比Jacobi法收敛速度快，就本题初值为0而言，收敛速度大概为其两倍左右。
2015年春西安交通大学《传热学》在线作业答案
2015年春西安交通大学《传热学》在线作业答案
15春西交《传热学》在线作业答案
一、单选题（共 40 道试题，共 80 分。
）
1. 由辐射物体表面因素产生的热阻称为（）
A. 导热热阻
B. 对流热阻
C. 表面热阻
D. 空间热阻
正确答案：C
2. 一般而言，金属比非金属（介电体）的导热系数值是（）
A. 较高的
B. 较低的
C. 相等的
D. 接近的
正确答案：A
3. 有一台放置于室外的冷库，从减少冷库冷量损失的角度，冷损失最小的冷库外壳颜色为。
A. 绿色
B. 蓝色
C. 灰色
D. 白色
正确答案：D
4. 流体流过短管内进行对流换热时其入口效应修正系数（）
A. =1
B. >1
C. <1
D. =0
正确答案：B
5. 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
正确答案：C
6. 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，下列做法错误的是（）。
A. 降低接触表面的粗糙度。
西安交通大学传热学大作业---二维温度场热电比拟实验
西安交通大学传热学大作业一、物理问题有一个用砖砌成的长方形截面的冷空气通道，其截面尺寸如下图1-1所示，假设在垂直于纸面方向上用冷空气及砖墙的温度变化很小，可以近似地予以忽略。
在下列两种情况下试计算：砖墙横截面上的温度分布；垂直于纸面方向的每米长度上通过砖墙的导热量。
第一种情况：内外壁分别均匀维持在0℃及30℃；第二种情况：内外壁均为第三类边界条件，且已知：K m W K m W h C t K m W h C t ∙=∙=︒=∙=︒=∞∞/53.0砖墙导热系数/20,10/4,30222211λ二、数学描写由对称的界面必是绝热面，可取左上方的四分之一墙角为研究对象，该问题为二维、稳态、无内热源的导热问题。
控制方程：02222=∂∂+∂∂y tx t边界条件：① 给出了边界上的温度，属于第一类边界条件：由对称性知边界1绝热： 0=w q ； 边界2、3为等温边界：t w2=0℃，t w3=30℃② 给出了边界上的边界上物体与周围流体间的表面传热系数h 及周围流体的温度t f ，属于第三类边界条件 由对称性知边界1绝热： 0=w q ；边界2为对流边界，)()(2f w w w t t h n tq -=∂∂-=λ； 边界3为对流边界，)()(3f w w w t t h n t q -=∂∂-=λ。
1-1图2-1图三、数学模型网格划分：将长方形截面离散成31×23个点，用有限个离散点的值的集合来代替整个截面上温度的分布，通过求解按傅里叶导热定律、牛顿冷却公式及热平衡法建立的代数方程，来获得整个长方形截面的温度分布，进而求出其通过壁面的冷量损失。
步长为0.1m ，记为△x=△y=0.1m 。
采用热平衡法，利用傅里叶导热定律和能量守恒定律，按照以导入元体（m,n ）方向的热流量为正，列写每个节点代表的元体的代数方程。
第一种情况：()()()()()()()()()()⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧+++==︒==︒==︒==︒==︒==︒==︒==︒=+-+-代表内部点,，点4126~6,1018,26~6,106,18~6,10,2618~6,10,631~1,3023,31~1,301,23~1,30,3123~1,30,11,1,,1,1,n m t t t t t n C m t n C m t n C n t n C n t n C m t n C m t n C n t n C n t n m n m n m n m n m 第二种情况对于外部角点（1,1）、（1,23）、（31,1）、（31,，23）有：()()02222,1,,22,,1,22=∆∆-+-∆+∆∆-+-∆±±x y t t t t x h y x t t t t yh n m n m n m f n m n m n m f λλ 得到：()()()()⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧++=++=++=++=22,3123,3023,312,311,301,3122,123,223,12,11,21,11865331400186533140018653314001865331400t t t t t t t t t t t t 同理可得：对于内部角点（6,6）（6,18）（26,6）（26,18） ，有()()()()()()()()⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧++++=++++=++++=++++=7,2618,2518,2719,2618,267,266,256,275,266,2618,717,619,618,518,67,66,75,66,56,671853359533592000718533595335920007185335953359200071853359533592000t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t对于外部边界节点有()()()()⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧=+++==+++==+++==+++=+-+-+-+-20~2,29253146537360020~2,29253146537360022~2,29253146537360022~229253146537360023,123,122,23,1,11,12,1,1,311,31,30311,11,1,21m t t t t m t t t t n t t t t n t t t t m m m m m m m m n n n n n n n n ，，， 对于内部边界节点有()()()()⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧=+++==+++==+++==+++=+-+-+-+-25~7,6125330653153100025~7,6125330653153100017~7,6125330653153100017~7,6125330653153100018,118,119,18,6,16,15,6,1,261,26,27261,61,6,56n t t t t n t t t t n t t t t n t t t t m m m m m m m m n n n n n n n n ，， 对于内部节点有()1,1,,1,1,41+-+-+++=n m n m n m n m n m t t t t t传热问题的有限差分解法中主要采用迭代法。
西交15春《传热学(高起专)》在线作业100分答案
正确答案：B 25. 1 A. B. C. D. ?
正确答案：B 26.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?
正确答案：C 27.冬天时节，棉被经过白天晾晒，晚上人盖着感觉暖和，是因为。A.棉被中蓄存了热量，晚上释放出来了B.棉被内表面的表面传热系数减小了C.棉被变厚了，棉被的导热系数变小了D.棉被外表面的表面传热系数减小了?
正确答案：C 28.有一台放置于室外的冷库，从减少冷库冷量损失的角度，冷损失最小的冷库外壳颜色为。A.绿色B.蓝色C.灰色D.白色?
正确答案：D 29. 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?
正确答案：D 30.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，下列做法错误的是（）。A.降低接触表面的粗糙度B.增大接触面上的挤压压力C.在接触表面之间衬以导热系数大且硬度大的材料D.在接触表面之间涂上一层导热系数大的油脂?
正确答案：A 8. 1 A. B. C. D. ?
正确答案：D 9. 1 A. B. C. D. ?
正确答案：A 10.下列哪种设备不属于间壁式换热器?（）A. 1-2型管壳式换热器B. 2-4型管壳式换热器C.套管式换热器D.回转式空气预热器?
正确答案：D 11.灰体表面热阻与（A.表面粗糙度B.表面尺寸）无关。C.表面材料D.表面位置?
正确答案：D 12.热传递的三种基本方式为（）.导热、热对流和热辐射D.导热、辐射换热和对流换热?
正确答案：C 13. 1 A. B. C. D. ?
西安交通大学数值传热学大作业
图 3 边界条件展示图
x 方向上的 1-1 和 2-2 所代表的如上图所示。其中 ABCD 为一个计算区域。
6
数值传热学论文
其中平均速度由下式来确定。
TP TP Tb ( x)= T ( x，y )u ( x，y )dy / u ( x，y )dy
控制方程用有限容积法离散，采用幂指数法来离散对流扩散项。计算中用到 了 SIMPLER 算法[5]。考虑到对百叶窗翅片区域的处理，所以在迭代计算过程中， 该区域中的速度为零。除此之外，扩散系数在流体区域中取值为 1，在孤立的固 态区域取很大的值（20×1025） 。网格节点通过手动划分，根据给定的 x 方向的网 格数自动根据角度来计算 y 方向的网格数目。 本文计算中取的网格系统的节点为 70×70。 进行了 1000 次外迭代，速度和温度的参差小于 10^3。翅片与流体间的传热 和 Nusselt 数有关，平均 Nusselt 数通过垂直壁的表面数字综合确定，表达如下
Abstract: In order to investigate the periodic fully developed heat transfer on a louver fin unit with a certain angle to the flow direction, SIMPLER algorithm was adopted based on the Reylonds conservation equations of the steady-state constant property laminar flow and a fin with a constant temperature condition. The heat transfer coefficient and resistance factor was obtained under the angle of louver finsθ =25°, the Reynold number ranges from 10 to 500. The numerical results show that as the Reynold number increases, the average Nusselt number increases and the resistance coefficient decreases. Key words: Fin; Fully periodical flow; Numerical Simulation, SIMPLER algorithm
西安交通大学西安交通大学《《《《数值传热学数值传热学
西安交通大学西安交通大学《《《《数值传热学数值传热学西安交通大学西安交通大学《《数值传热学数值传热学》》课程大作业20140114一. 题目（1）百叶窗翅片的二维模型如图1 所示。
在流动与换热已经进入周期性充分发展的阶段，可以取出一个翅片单元进行传热与流动阻力的分析计算。
在稳态，层流，常物性，翅片温度恒定的条件下，对于表1给定的几何尺寸，进行Re ＝10－500 范围内的数值模拟，揭示每个计算单元的平均Nu 数与阻力系数f 与Re 的关系；Nu ，f 以及Re 定为：112()Re ;;0.5pm m m dp dx L u L h L f Nu u νρλ==?=其中m u 为来流平均速度；m h 为每块条片的平均换热系数。
表1 几何参数L1/mmTp/mm Lp/mm Delta/mm /θ 30 18.6 30 1.5 25图1 百叶窗翅片二维模型图2 阶梯型逼近二. 建议建议与要求与要求1. 为便于处理流固耦合问题，计算可对图1中打阴影线的区域进行；2. 可采用图2 所示的阶梯型网格处理倾斜的翅片；3. 按照《西安交通大学学报》的论文格式撰写本报告；4. 2014年4月30号前交课程论文到东三楼204房间。
三. 参考文献[1] 陶文铨编著，数值传热学（第二版），2001，西安交通大学出版社，节11.2[2] Wang L B, Tao, W Q. Numerical analysis on heat transfer and fluid flow for arrays of non-uniform plate length aligned at angles to the flow direction. Int J Numerical Methods for Heat and Fluid Flow , 1997, 7(5,6):496[3] Gong L. Li Z Y, He Y L, Tao W Q. Discussion on numerical treatment of periodic boundary condition for temperature. Numerical Heat Transfer, Part B , 2007, 52(5):429-448。
西安交通大学15年7月课程考试传热学》考查课答案最新
西安交通大学15年7月课程考试传热学》考查课答案最新试卷总分：100 测试时间：--简答题计算题一、简答题（共 5 道试题，共30 分。
）V 1. 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。
满分：6 分2. 北方深秋季节的清晨，树叶叶面上常常结霜。
试问树叶上、下去面的哪一面结箱?为什么?满分：6 分3.在圆管外敷设保温层与在圆管外侧设置肋片从热阻分析的角度有什么异同？在什么情况下加保温层反而会强化其传热而肋片反而会削弱其传热？满分：6 分4. 何谓“漫─灰表面”?有何实际意义?满分：6 分5.在空调房间内，夏季与冬季室内温度都保持在22℃左右，夏季人们可以穿短袖衬衣，而冬季则要穿毛线衣。
试用传热学知识解释这一现象。
西交14秋学期《传热学》作业考核试题试卷总分：100 测试时间：--简答题计算题二、计算题（共6 道试题，共70 分。
）V 1. 1满分：10 分2.气体辐射有什么特点?请详细解答。
3.对于矩形区域内的常物性，无内热源的导热问题，试分析在下列四种边界条件的组合下，导热物体为铜或钢时，物体中的温度分布是否一样：（1）四边均为给定温度；（2）四边中有一个边绝热，其余三个边均为给定温度；（3）四边中有一个边为给定热流（不等于零），其余三个边中至少有一个边为给定温度；（4）四边中有一个边为第三类边界条件。
4.试写出直角坐标系中，一维非稳态无内热源常导热系数导热问题的导热微分方程表达式；并请说明导热问题常见的三类边界条件。
5.夏天的早晨，一个大学生离开宿舍时的温度为20℃。
他希望晚上回到房间时的温度能够低一些，于是早上离开时紧闭门窗，并打开了一个功率为15W的电风扇，该房间的长、宽、高分别为5m、3m、2.5m。
如果该大学生10h 以后回来，试估算房间的平均温度是多少？6.已知太阳可视为温度Ts＝5800 K的黑体。
某选择性表面的光谱吸收比随波长A变化的特性如图所示。
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《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：***学号:********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 dodo m=7,16tt(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 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 m=1,6do 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 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 dodo m=2,5tt(m,1)=0.25*(2*t(m,2)+t(m-1,1)+t(m+1,1)) !边界1end 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3 end 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 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 q Q w 1212.161*==∑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 i f i i i 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 18.67396 4 6 19.25044 47 20.31035 48 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 10.00000 9 8 14.23682 9 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 10.0000013 8 14.0186813 9 18.0300013 10 22.0297413 11 26.0182613 12 30.0000014 7 10.0000014 8 14.0094814 9 18.0152614 10 22.0151814 11 26.0093414 12 30.0000015 7 10.0000015 8 14.0039715 9 18.0064015 10 22.0063815 11 26.0039315 12 30.0000016 7 10.0000016 8 14.0000016 9 18.0000016 10 22.0000016 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 3 23.31632 2 4 23.48510 2 5 23.75726 2 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 17.17636 4 3 17.28499 4 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 21.140125 11 25.433195 12 27.412946 1 10.84221 6 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 20.89685 8 11 23.739388 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 23.1485412 7 10.82359 12 8 13.92897 12 9 17.01120 12 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 22.9850815 12 26.0039216 7 10.80955 16 8 13.86384 16 9 16.91221 16 10 19.95147 16 11 22.98068 16 12 26.00123。