交大传热学2013-2014传热学A答案
《传热学》第四版课后习题标准答案
《传热学》第四版课后习题答案————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：《传热学》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：dx dt q λ-=，其中，q －热流密度；λ－导热系数；dx dt－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：)(f w t t h q -=，其中，q －热流密度；h －表面传热系数；w t －固体表面温度；f t －流体的温度。
③ 斯忒藩－玻耳兹曼定律：4T q σ=，其中，q －热流密度；σ－斯忒藩－玻耳兹曼常数；T －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。
西安交通大学14年6月课程考试《传热学(高起专)》考查课试题答案
一、简答题（共 4 道试题，共 40 分。
）1. 加速水的循环或者换成铜管都可以明显提高换热效果。
2. 套管材料应选用不锈钢，因给出的三种材料中，不锈钢的导热系数最小3. 热水通过对流换热到管子内壁，内壁通过导热到管子外壁，外壁通过对流换热及辐射换热到室外环境。
4. 双层玻璃中间夹一层空气，空气导热系数小，热阻大，增加了一层热阻，利于保暖。
二、计算题（共 2 道试题，共 20 分。
）1. 解：R1=1/h1=1/95=1053×10-5 （m2.K ）/ W;R2=δ/λ=2.5×10-3/46.5=5.376×10-5（m2.K ）/ W; R3=1/h2=1/5800=17.24×10-5（m2.K ）/ W;R1是主要热阻，要强化这一传热过程，首先应从强化气侧换热着手。
2. 首先检验是否可用集总参数法，为此计算Bi V 准则：()Bi h V A hd V ===⨯⨯⨯=⨯<--λλ63551063508333100033333..可以采用集总参数法。
铅丸下降所需的时间为1315 s 0.2H u τ===上升所需时间亦为215 s τ=由θθρτ=-⎛⎝ ⎫⎭⎪06exp h cd 有：()136353020030exp 15140.1411340128510t -⨯⎛⎫=+--⨯= ⎪⨯⨯⨯⎝⎭℃()236353020030exp 30101.3611340128510t -⨯⎛⎫=+--⨯= ⎪⨯⨯⨯⎝⎭℃三、其他题（共 1 道试题，共 40 分。
）1.2.3. 管道外覆盖保温材料；加长测量套管；选用导热系数小的材料做套管；在强度允许的情况下，尽量采用薄壁套管；强化套管与流体的换热。
4．流动的起因、流动的速度与形态、流体有无相变5．总的辐射换热热阻增加6．自然对流和强制对流7.。
传热学习题答案(2014年10月15日)
习题答案（2014年10月15日）1. 解：采用热平衡法列出节点2、3、4的离散方程。
节点2： 整理得同理节点3：节点4：肋端绝热， 肋端对流， 式中/3x H ∆=将题中已知条件代入可得方程组 对于肋端绝热：联立求解得 t 2=92.2℃ t 3=87.7℃ t 4=86.2℃ 对于肋端对流：联立求解得 t 2=91.1℃ t 3=85.4℃ t 4=82.6℃2. 解：首先检验是否可用集总参数法。
为此计算B i V 数：3224/(4)(/)330.02524/()30.006060.033333/()V Rh R R hh V A Bi mW m K W m K ππλλλ⨯===⋅⨯==⋅＜可以用集总参数法。
22413324/()4(0.025)7.74107753/480/()(0.025)hA W m K m s cV kg m J kg K m πρ--⋅⨯⨯==⨯⨯⋅⨯ 据式（3-9）有4030030exp(7.7410)30t t t t τ-∞∞--==-⨯--℃℃450℃℃32122))2()0t t x h t t xxλδλδ∞--++∆⋅-=∆∆t （（t 1322(2)2()0t t t x h t t xλδ∞+-+∆⋅-=∆2433(2)2()0t t t x h t t xλδ∞+-+∆⋅-=∆344344()()0()()()0t t h x t t xt t h x t t xλδλδδ∞∞-+⋅∆-=∆-+⋅∆+-=∆322343432234342.045100.902.0450.901.02250.4502.045100.902.0450.901.03750.80t t t t t t t t t t t t t t -+=⎧⎪-++=⎨⎪-+=⎩-+=⎧⎪-++=⎨⎪-+=⎩由此解得τ=570 s=0.158 h3. 解：先判断本题能否利用集总参数法。
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()。
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。
传热学A卷答案
一、 概念 （35分）1． 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。
2．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。
3．温度梯度：在等温面法线方向上最大温度变化率。
4．稳态导热：物体中各点温度不随时间而改变的导热过程。
6．膜态沸腾：在加热表面上形成稳定的汽膜层，相变过程不是发生在壁面上，而是汽液界面上，但由于蒸汽的导热系数远小于液体的导热系数，因此表面传热系数大大下降。
7．定向辐射度：单位时间内，单位可见辐射面积在某一方向p 的单位立体角内所发出的总辐射能(发射辐射和反射辐射)，称为在该方向的定向辐射度。
二、简答题 （30分）1． 试比较强迫对流横掠管束传热中管束叉排与顺排的优缺点。
强迫对流横掠管束换热中，管束叉排与顺排的优缺点主要可以从换热强度和流动阻力两方面加以阐述：(1)管束叉排使流体在弯曲的通道中流动，流体扰动剧烈，对流换热系数较大，同时流动阻力也较大；(2)顺排管束中流体在较为平姓名： 班级：教研室主任签字: 第1页(共 6 页)直的通道中流动，扰动较弱，对流换热系数小于叉排管束，其流阻也较小；(3)顺排管束由于通道平直比叉排管束容易清洗。
2．为什么电厂凝汽器中，水蒸气与管壁之间的传热可以不考虑辐射传热?可以从以下3个方面加以阐述：(1)在电厂凝汽器中，水蒸气在管壁上凝结，凝结换热系数约为4500—18000W／(m2．K)，对流换热量很大；(2)水蒸气与壁面之间的温差较小，因而辐射换热量较小；(3)与对流换热相比，辐射换热所占的份额可以忽略不计。
3．什么叫临界热流密度?为什么当加热热流大于临界热流密度时会出现沸腾危机?用大容器饱和沸腾曲线解释之。
以大容器饱和沸腾为例，(1)沸腾过程中，随着壁面过热度Δt的增大，存在自然对流、核态沸腾、不稳定膜态沸腾和膜态沸腾四个阶段，临界热流密度是从核态沸腾向膜态沸腾转变过程中所对应的最大热流密度；(2)当加热热流大于临界热流密度时，沸腾工况向膜态沸腾过渡，加热面上有汽泡汇集形成汽膜，将壁面与液体隔开，由于汽膜的热阻比液体大得多，使换热系数迅速下降，传热恶化；(3)汽膜的存在使壁温急剧升高，若为控制热流加热设备，如电加热设备，则一旦加热热量大于临界热流密度，沸腾工况从核态沸腾飞跃到稳定膜态沸腾，壁温飞升到1000℃以上(水)，使设备烧毁。
传热学课后习题答案
第一章1-3 宇宙飞船的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明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？换热方式是什么？ 解：遮光罩与船体的导热遮光罩与宇宙空间的辐射换热1-4 热电偶常用来测量气流温度。
用热电偶来测量管道中高温气流的温度，管壁温度小于气流温度，分析热电偶节点的换热方式。
解：结点与气流间进行对流换热 与管壁辐射换热 与电偶臂导热1-6 一砖墙表面积为12m 2，厚度为260mm ，平均导热系数为 1.5 W/(m ·K)。
设面向室内的表面温度为25℃，而外表面温度为－5℃，确定此砖墙向外散失的热量。
1-9 在一次测量空气横向流过单根圆管对的对流换热试验中，得到下列数据：管壁平均温度69℃，空气温度20℃，管子外径14mm ，加热段长80mm ，输入加热段的功率为8.5W 。
如果全部热量通过对流换热传给空气，此时的对流换热表面积传热系数为？1-17 有一台气体冷却器，气侧表面传热系数95 W/(m 2·K)，壁面厚2.5mm ，导热系数46.5 W/(m ·K)，水侧表面传热系数5800 W/(m 2·K)。
设传热壁可看作平壁，计算各个环节单位面积的热阻及从气到水的总传热系数。
为了强化这一传热过程，应从哪个环节着手。
1-24 对于穿过平壁的传热过程，分析下列情形下温度曲线的变化趋向：(1)0→λδ；(2)∞→1h ；(3) ∞→2h第二章2-1 用平底锅烧水，与水相接触的锅底温度为111℃，热流密度为42400W/m 2。
使用一段时间后，锅底结了一层平均厚度为3mm 的水垢。
假设此时与水相接触的水垢的表面温度及热流密度分别等于原来的值，计算水垢与金属锅底接触面的温度。
水垢的导热系数取为 1 W/(m ·K)。
解： δλtq ∆= 2.238110342400111312=⨯⨯+=⋅+=-λδq t t ℃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 W/(m ·K)、0.07 W/(m ·K)及0.1 W/(m ·K)。
传热学答案 习题答案2014
1-3 一大平板，高2.5m ，宽2m ，厚0.03m ，导热系数为45W/(m·K)，两侧表面温度分别为t 1=100℃，t 2=80℃，求该板的热阻、热流量、热流密度。
解：导热热阻：40.031.3310 K/W2.5245R A λδλ-===⨯⨯⨯ 热流量：410080150.4 KW 1.3310t R λφ-∆-===⨯ 热流密度：32150.41030 KW/m 5q A φ⨯=== 1-6 单层玻璃窗高1.2m ，宽1.5m ，厚3mm ，玻璃热导率λ=0.5 W/(m·K)，室内外的空气温度分别为20℃和5℃，室内外空气与玻璃窗之间的对流换热系数h 1=5.5 W/(m 2·K)，h 2=20 W/(m 2·K)，求玻璃窗的散热损失及玻璃的导热热阻、两侧的对流换热热阻。
解：这是一个典型的传热问题。
玻璃窗的散热损失指的就是通过玻璃窗的热流量，而非热流密度！玻璃窗单位面积的散热损失指的才是热流密度。
传热问题可视为三个热阻串联，即对流热阻1、导热热阻、对流热阻2三个热阻相互串联。
室内对流热阻：11110.101 K/W 1.2 1.5 5.5h R Ah ===⨯⨯ 室外对流热阻：22110.0278 K/W 1.2 1.520h R Ah ===⨯⨯ 导热热阻：30.003 3.310 K/W 1.2 1.50.5R A λδλ-===⨯⨯⨯ 玻璃窗的散热损失：12205113.5 W h h t R R R Rλφ∆-===++∑1-16 图示空腔由两个平行黑体表面组成，空腔内抽成真空，且空腔厚度远小于其高度和宽度。
壁面1温度为27℃，黑体。
壁面2温度为127℃，黑体。
壁面2和3之间是一厚度为δ=0.1m 的平板，热导率17.5 W/(m·K)，壁面3右侧被高温流体加热。
求稳态工况下表面3的温度。
解：表面1温度较低，表面2温度较高，因此表面1和2之间的辐射换热热流密度应从表面2指向表面1。
14级传热学习题汇总(小修改) (修复的)
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t 1=100℃、t 2=50℃，试求该平板的热阻、热流量、热流密度。
李庆宇解：由傅里叶导热定律有： 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？ 钟超解： 热损失率/0.2费用 Y$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 /(m 2·K )，热流密度为q = 5000W /m 2，试求管壁温度及热流量。
曾广成解：由牛顿冷却公式得管壁温度为：热流量为：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 /(m 2·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。
张德金解：根据对流换热公式t A h Q ∆=**，其中表面传热系数h = 1135.59 W /(m 2·K )，C t ο3.473.186.65=-=∆，W 8790Q =，则2164.0m A =。
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。
刘伟强解： 实际物体的辐射力可以表示为 ：E =εσT 4=εC 0（T /100）4，其中ε表示实际物体表面发射率，C 0：黑体辐射系数，T ：物体热力学温度；电炉丝表面辐射面积S : S =2πr 2+πdL 辐射功率P =ES 代入相关数据得到P =799.3543 w /s1-6 夏天，停放的汽车其表面的温度通常平均达40～50℃。
传热学试题A及答案
《传热学》A卷闭卷站点：专业年级：姓名：学号：一、单项选择题（每小题2分，共20分）1．对于过热器中：高温烟气→外壁→内壁→过热蒸汽的传热过程次序为（）A.复合换热、导热、对流换热B.导热、对流换热、复合换热C.对流换热、复合换热、导热D.复合换热、对流换热、导热2．导温系数的物理意义是( )A. 表明材料导热能力的强弱B. 反映了材料的储热能力C. 反映材料传播温度变化的能力D. 表明导热系数大的材料一定是导温系数大的材料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4．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（）A.8×104 W/m2B.6×104 W/m2C.7×104 W/m2D.5×104 W/m25．空间辐射热阻与_________无关。
（）A．表面尺寸B．表面粗糙度C．表面间的相对位置D．表面形状6. 当管长远大于管径时，圆管横向布置时的管外膜状凝结换热系数与竖放时相比，( )A. 横放时小B. 横放时大C. 与横竖放无关D. 无法比较7．炉墙内壁到外壁的热传递过程为（）A.热对流B. 对流换热C.复合换热D.导热8. 下述哪种气体可以看作热辐射透明体(τ=1的气体)? ( )A. 二氧化碳B. 空气C. 水蒸汽D. 二氧化硫气体9.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10．高温过热器常采用_________布置方式。
（）A．顺流B．顺流和逆流混合C．逆流D．顺流和交叉流混合二、填空题(每小题2分，共20分)1. 已知一换热过程的温差为100℃，热流量为10kW，则其热阻为____________。
2.为了达到降低壁温的目的，肋片应装在一侧。
上海交大传热学考题A答案
2004－2005学年传热学考试试题（A ）答案一 回答下列5题（25分） 答：略二 如右图所示，在图中画出节点（i ，j ）的控制区域，并试导出其二维稳态导热时的离散方程。
已知右侧壁绝热；顶端处于温度为f t 的流体中，换热系数为h ，有内热源为Φ ；网格均匀划分，且y x ∆=∆；材料的导热系数为λ。
（10分） 解：04)(222,,1,,,1=Φ∆∆+-∆+∆-∆+∆-∆--y x t t x h y t t x x t t y j i f j i j i j i j i λλy x ∆=∆时，04)(2222,,1,,,1=Φ∆+-∆+-+---x t t x h t t t t j i f ji j i ji j i λλ也可以化简为：Φ∆+∆++=∆+--λλλ2)2(21,,1,x t xh t t t xh f j i ji j i三 由两种不同材料组成的一维复合平板如图1所示，左侧表面(0=x )保持恒温t 0，右侧表面（B A L L x +=）暴露于温度为∞t （∞>t t 0）、对流换热系数为h 的气流中，忽略复合平板与环境的辐射换热和接触热阻。
（15分）1 给出通过复合平板的稳态热流密度q 的计算公式； 2 推导稳态时，平板A 和B 分界面温度t 1的计算公式； 3 假设导热系数B A λλ>，画出x 从0到∞的稳态温度分布趋势。
解：令 hR L R L R h B B B A A A 1,,===λλ1 hL L t t q B B A A 10++-=∞λλ2 A AA B B A A AAB B A A qR t LhL L t t t t L tt h L L t t q -=⨯++--=⇒-=++-=∞∞000110011λλλλλλ或：hB A A h B AAB B R R R t R t R R t L t t h L t t q ++++=⇒-=+-=∞∞01101)(1λλt 0t ∞, h3 如下图所示四 对流换热（15分）1. 如右图所示，温度为K 300=∞T 的冷气体以m/s 20=∞u 的流速平行地吹过一快平板（平板一边与来流垂直），平板的长和宽均为2m ，采用一组非常薄的电加热器使平板维持均匀温度在K 500=w T 。
传热学课后习题答案
传热学课后习题答案绪论•传热有哪几种基本形式，其每种基本形式的特点是什么？•试用传热理论来分析热水瓶中的传热过程及其基本形式？•试分析航空发动机五大部件中的传热问题？（五大部件为进气道、压气机、燃烧室、涡轮、尾喷管。
）•目前预测世界环境温度在不断升高，这种气象变化与传热学有什么关系？•试分析家用电器中的传热现象（如冰箱、空调、烘箱等）？如何节省能源，提高效率？第一章•何谓导热系数？影响因素是什么？•试比较有内热源和无内热源时平壁导热的温度分布规律 ( 设= 常数；)•管外包两种不同导热系数材料以减少热损失，若，试问如何布置合理？•等截面伸展体稳态导热时，肋端边界条件的影响为何？•=C 时，在平壁、圆筒壁和球壁中温度分布是何规律？•何谓热阻？平壁、圆筒壁和球壁的热阻如何表达？对流热阻如何表示？•谓接触热阻？影响因素是什么？•已知导热系数为 2.0W/(mK) 的平壁内温度分布为 T(x)=100+150x ，试求单位面积的导热热流量？9* 、由 A 、 B 、 C 、 D 四种材料构成复合平壁（图 1-30 ）λ A =75W/(m.K), δ A =20cm;λ B =60W/(m.K), δ B =25cm;λ C =58W/(m.K), δ C =25cm;λ D =20W/(m.K), δ B =40cm;A A =A D =2m 2 ,AB =A C试求： 1) 各项导热热阻及热流图； 2) 通过复合壁的热流量； 3 ) 材料 D 左面的温度。
10* 、试考虑如图 1—31 所示图形中的一维稳定热传导。
假定无内热生成，试推导出导热系数的表达公式。
已知，， A 、 T 、 x 的单位分别为K 和 m 。
11 、一则著名绝热材料制造厂所作的电视广告声称，对绝热材料来说，重要的不是材料的厚度，而是热阻 R 。
欲使 R 值等于 19 ，需 4Ocm 的岩石， 38cm 的木头或 15cm 的玻璃纤维。
传热学习题及答案
传热学习题及答案在传热学的学习中，理解并掌握传热的基本方式和计算方法是非常重要的。
传热学是研究热量传递规律的科学，它包括导热、对流和辐射三种基本方式。
以下是一些传热的习题及答案，供学习参考。
习题1：导热问题某固体材料的导热系数为50 W/(m·K)，其厚度为2厘米，两侧温差为10摄氏度。
求通过该材料的热流量。
答案：首先计算单位面积的热流量（Q）：\[ Q = \frac{\Delta T}{d} \times k \]其中，\(\Delta T\) 是温差，\(d\) 是材料的厚度，\(k\) 是导热系数。
代入数值：\[ Q = \frac{10^\circ C}{0.02m} \times 50 W/(m\cdot K) = 2500 W/m^2 \]习题2：对流换热问题一个散热器的表面温度为80摄氏度，周围空气温度为20摄氏度，散热器的对流换热系数为10 W/(m²·K)。
如果散热器的面积为1平方米，求散热器的散热量。
答案：散热器的散热量（Q）可以通过以下公式计算：\[ Q = h \times A \times \Delta T \]其中，\(h\) 是对流换热系数，\(A\) 是散热器的面积，\(\Delta T\) 是温差。
代入数值：\[ Q = 10 W/(m^2\cdot K) \times 1 m^2 \times (80^\circ C -20^\circ C) = 600 W \]习题3：辐射换热问题一个表面温度为500摄氏度的黑体，其辐射面积为0.5平方米。
求其单位时间内辐射出的热量。
答案：黑体的辐射热量（Q）可以通过斯特藩-玻尔兹曼定律计算：\[ Q = \sigma \times A \times T^4 \]其中，\(\sigma\) 是斯特藩-玻尔兹曼常数（约为5.67 × 10⁻⁸W/(m²·K⁴)），\(A\) 是辐射面积，\(T\) 是绝对温度（开尔文）。
传热学习题及答案
传热学习题及答案传热学习题及答案传热学是热力学的一个重要分支，研究热量如何在物质之间传递的过程。
在工程和科学领域中，传热学的知识对于理解和解决各种热传递问题至关重要。
下面，我们将提供一些传热学的学习题及其答案，帮助读者巩固对该领域的理解。
1. 对流传热是指什么？请列举几个常见的对流传热的例子。
答案：对流传热是指通过流体（气体或液体）的运动而传递热量的过程。
常见的对流传热例子包括：自然对流（如烟囱中的烟气上升）、强迫对流（如风扇吹过热食物）、冷却系统中的冷却液循环等。
2. 传热过程中的三种传热方式是什么？请分别解释它们。
答案：传热过程中的三种传热方式是导热、对流和辐射。
- 导热是指通过物质内部的分子振动和传递热量的方式。
导热通常发生在固体和液体中，如铁棒两端的温度差会导致热量从高温端传递到低温端。
- 对流是指通过流体的运动传递热量的方式。
对流通常发生在气体和液体中，如热水从底部加热，底部的热水上升并与顶部的冷水交换热量。
- 辐射是指通过电磁波传递热量的方式。
辐射传热不需要介质，可以在真空中传递热量。
例如，太阳辐射的热量可以穿过空气和云层到达地球表面。
3. 请解释传热中的热传导方程。
答案：热传导方程是描述导热过程的数学方程。
它可以用来计算热量在物质中的传递速率。
热传导方程的一般形式为：q = -kA(dT/dx)其中，q表示单位时间内通过物质传递的热量，k是物质的热导率，A是传热面积，dT/dx是温度梯度（温度变化率）。
4. 请解释传热中的对流换热系数。
答案：对流换热系数是描述对流传热过程中热量传递速率的参数。
它表示单位面积上的热量传递速率与温度差之间的比值。
对流换热系数取决于流体的性质、流体的速度、流体与固体表面的接触情况等。
通常，对流换热系数越大，热量传递速率越快。
5. 请解释传热中的辐射换热系数。
答案：辐射换热系数是描述辐射传热过程中热量传递速率的参数。
它表示单位面积上的热量传递速率与温度差之间的比值。
高等传热学复习题答案
2013年高等传热学复习题黄祯光 12S002002一、解释概念（数学表达式、物理含义）。
1、粘性耗散效应及耗散函数Φ：粘性应力做功将动能转化为热能的现象即为粘性耗散效应，将引起粘性耗散效应的流体应变关系定义为耗散函数Φ：22()()3j j i i j j i jx x x x υυυυ∂∂∂∂Φ=+-∂∂∂∂ 2、随动导数（物质导数、实体导数）：d d i ib b bv x ττ∂∂=+∂∂，表示的是固定流体质点的某一特性量变化率。
若b 代表流速v i ，则d d iv τ代表流体质点的真实加速度d d i i i i j j v v v a v x ττ∂∂==+∂∂，式中iv τ∂∂表示当地加速度，i j j v v x ∂∂表示对流加速度。
3、热边界层：固体壁面附近，在垂直于壁面方向上，存在很大的温度梯度，流体温度发生剧烈变化的薄层。
在热边界层内沿壁面法向导热是主要的传热方式，热边界层厚度δt <<L ，热边界层的流动状态对换热起着决定性作用。
层流热边界层内：沿壁面法向的热流传递方式主要是导热。
湍流边界层内：粘性底层靠导热，湍流核心区的脉动对流占主要地位。
4、热充分发展流：将热边界层汇合后的区域称为热充分发展流，此区域为无量纲温度分布不随主流方向(x 方向)发生变化，即截面内各点的温度保持按一定规律同步变化，流体与壁面的换热强度不变化。
5、雷诺应力：tij i j τρυυ''=-，表示因速度脉动而引起的动量传递（扩散性质），通常称为湍流附加应力或雷诺应力。
6、雷诺热流：t j p j q c T ρυ''=，表示因速度脉动与温度脉动所引起的x j 方向附加热流，称为湍流附加热流或雷诺热流。
7、湍流强度J ：湍流脉动速度与平均速度的比值，21211(')3j J v V ==，V u '，v '，w '是三个方向的脉动速度，当222u v w '''==时为各项同性湍流，否则为各向异性湍流。
14秋西交《传热学》在线作业答案
?
正确答案：C
40.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
?
正确答案：C
二,判断题
1.两物体之间的辐射换热必须通过中间介质才能进行,且热辐射过程中伴随着能量形式的二次转化。（）
A.错误
A.
B.
C.
D.
?
正确答案：B
12.下列哪种物质中不可能产生热对流（）
A.空气
B.水
C.油
D.钢板
?
正确答案：D
13.下列说法错误的是。
A. Gr准则表征了浮升力与黏滞力的相对大小，反映自然对流流态对换热的影响
B. Nu准则反映表征壁面法向无量纲过余温度梯度的大小，而梯度的大小，能反映对流换热的强弱
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
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
?
正确答案：B
5.温度对辐射ห้องสมุดไป่ตู้热的影响______温度对对流换热的影响。
8.北方深秋季节，晴朗的早晨，树叶上常常可看到结了霜。则树叶结霜表面是。
A.上表面
B.下表面
C.上、下表面
D.有时上表面，有时下表面
?
正确答案：A
9. A.
B.
C.
D.
?
正确答案：B
10.由辐射物体表面因素产生的热阻称为（）
传热学试卷答案-A
《传热学》试卷答案A 卷一、填空题（每空2分，共10分）1、 单色吸收率与波长无关的物体，即α==)(λα常数2、前者为流体导热系数，而后者为固体导热系数3、减小5、自身辐射 反射辐射二、简答题（每题6分，共36分）1、1.0<Bi ，即导热固体内部导热热阻远小于外部对流换热热阻，物体内部温度趋于一致。
2、稳态导热 热流量相等即21q q = 因为 21t t ∆<∆ 所以 21λλ<3、应加在空气侧。
因为空气侧传热热阻较大，将肋片加在热阻较大侧可以较大幅度减小传热热阻，提高传热性能。
4、ν/Re ul =，表征流体流动时惯性力与粘滞力的相对大小a v /Pr =，反映流体的动量传递能力与热量传递能力的相对大小23/v tl g Gr ∆=，表征浮升力与粘滞力的相对大小5、由于骑摩托车风速较大，对流传热系数相对也较大，增加了人体的散热量，故感觉较冷。
而带上手套和护膝相当于增加了人体对空气的传热热阻，减小了人体的散热量。
6、三、计算题（共4小题，共计54分） 1、(本题12分)解：43)(222004010302=⋅∆⋅∆+-⋅∆+∆⋅+∆-⋅∆⋅+∆-⋅∆⋅+∆-⋅∆⋅+∆-⋅∆⋅∞v q y x t t y x h y t t x x t t y y t t x x t t y λλλλδλδλ2211tt ∆=∆km W t t A Q K ⋅====221/2485.00238.41)((1)(2)2、(本题12分)解：毕渥值B i =hR/(λ)=240×0.05/(400)=0.03<0.1 所以可采用集总参数法 θ=θ0exp(-hA τ/ρcV)即：30-20=(100-20)exp(-240×3τ/(ρcR))10=80 exp(-720τ/(8000×380×0.05))代入得：τ=439秒3、(本题15分)解：管内强迫流动换热在常热流边界条件下的定性温度为进出口截面流体平均温度的算术平均值，即t f = (20+40)/2=30℃。
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。
传热学答案 习题答案2014
1-3 一大平板，高2.5m ，宽2m ，厚0.03m ，导热系数为45W/(m·K)，两侧表面温度分别为t 1=100℃，t 2=80℃，求该板的热阻、热流量、热流密度。
解：导热热阻：40.031.3310 K/W2.5245R A λδλ-===⨯⨯⨯ 热流量：410080150.4 KW 1.3310t R λφ-∆-===⨯ 热流密度：32150.41030 KW/m 5q A φ⨯=== 1-6 单层玻璃窗高1.2m ，宽1.5m ，厚3mm ，玻璃热导率λ=0.5 W/(m·K)，室内外的空气温度分别为20℃和5℃，室内外空气与玻璃窗之间的对流换热系数h 1=5.5 W/(m 2·K)，h 2=20 W/(m 2·K)，求玻璃窗的散热损失及玻璃的导热热阻、两侧的对流换热热阻。
解：这是一个典型的传热问题。
玻璃窗的散热损失指的就是通过玻璃窗的热流量，而非热流密度！玻璃窗单位面积的散热损失指的才是热流密度。
传热问题可视为三个热阻串联，即对流热阻1、导热热阻、对流热阻2三个热阻相互串联。
室内对流热阻：11110.101 K/W 1.2 1.5 5.5h R Ah ===⨯⨯ 室外对流热阻：22110.0278 K/W 1.2 1.520h R Ah ===⨯⨯ 导热热阻：30.003 3.310 K/W 1.2 1.50.5R A λδλ-===⨯⨯⨯ 玻璃窗的散热损失：12205113.5 W h h t R R R Rλφ∆-===++∑1-16 图示空腔由两个平行黑体表面组成，空腔内抽成真空，且空腔厚度远小于其高度和宽度。
壁面1温度为27℃，黑体。
壁面2温度为127℃，黑体。
壁面2和3之间是一厚度为δ=0.1m 的平板，热导率17.5 W/(m·K)，壁面3右侧被高温流体加热。
求稳态工况下表面3的温度。
解：表面1温度较低，表面2温度较高，因此表面1和2之间的辐射换热热流密度应从表面2指向表面1。
- 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)。
一、 填空题（23分）
1.1. （3分）温度梯度的数学表达式为
，它表示在等温面的 法线方向
上，单位长度的 温度变化率 最大。
1.2. （2分）黑体是指 反射比和透射比 为0的物体，白体是指 反射比为1 的物体，透明体是指 穿
透率为1 的物体，灰体是指 光谱吸收比 与 波长 无关的物体。
1.3. （4分）集中参数法中时间常数的定义式 ；时间常数可以看作 物体对流体温度变
化响应快慢 的指标。
1.4. （3分）大容器饱和沸腾曲线可分为 自然对流区、核态沸腾区、 过渡沸腾区 和 模态沸腾区 四
个区域，其中 核态沸腾 区域具有温差小、热流大的传热特点。
1.5. （4分）强制对流和自然对流分别存在以下两种流动形态： 层流 和 湍流 ，判断强制对流和自
然对流流动形态的准则数分别是 雷诺数Re 和 格拉晓夫数Gr 。
1.6. （3分）材料成形工业中称为吸热系数的物理量，除与导热系数成正比外，还与 密度 和 比热
物性有关，它的大小代表了物体向 与其接触的高温物体吸热 的能力。
1.7. （4分）热水瓶内胆瑕疵后，其瓶胆夹层形成的很薄的气隙间的复合传热，忽略对流换热可以认
为是 热传导 和 热辐射 两种基本换热方式并联的换热现象。
其中各自的计算公式为
，和。
二、 简答题（35分）
2.1. （6分）有一非稳态系统,无内热源，常物性二维导热物体,在某一瞬时的温度分布为 x y t cos 22
=，
试根据导热微分方程判断该导热物体内部点1,0==y x 处的温度是随时间增加逐渐升高，还是逐渐降低。
二维非稳态无内热源常物性的导热方程：
（2分） 将t=2y 2
cosx 带入上式，
（2分）
（2分）
故x=0,y=1处的温度随时间增加逐渐升高。
2.2. （6分）不凝结气体对膜状凝结换热和沸腾换热分别具有怎样的影响？并请解释原因？
（1） 不凝结气体会降低膜状凝结的换热效果。
原因一是蒸气在抵达液膜表面进行凝结前必须
以扩散形式穿过聚集在界面附近的不凝结气体层，不凝结气体层的存在增加了传递过程的阻力；原因二是不凝结气体使蒸气分压力下降，使相应的饱和温度下降，减小了凝结的动力Δt ，也使凝结过程削弱。
（3分）
（2） 不凝结气体会增强沸腾换热。
因为随着工作液体温度的升高，不凝结气体会从液体中逸
出，使壁面附近的微小凹坑得以活化，成为汽泡的胚芽，从而使q-Δt 沸腾曲线向着Δt 减小的方向移动，即在相同的Δt 下产生更高的热流密度，强化了传热。
（3分）
2.3. (6分)数值计算的应用越来越广泛，试分析导热问题数值计算的基本过程，并以矩形区域内（如右图所示）的二维、稳态、常物性(导热系数λ)、有内热源(Φ)条件下的导热问题为例，进行网格
（1） 基本过程：（2分）
建立控制方程及定解条件；
区域离散化；
建立节点物理量的代数方程；
设立温度场的迭代初值；
求解代数方程组；
解的分析。
（2） 网格划分如图。
对图中标示的外部角点(m,n)列出边界条件离散方程：（4分）
2.4. (5分)请在下表中填入各物理量的国际单位制的单位:
2.5. （6分）写出Nu 、Bi 的准则数表达式，并解释Nu 、Bi 数的物理意义及其不同之处。
（1）
，壁面上流体的无量纲温度梯度；其中 是流体的导热系数。
（3分）
（2）
，固体内部导热热阻与界面上换热热阻之比；其中 是固体的导热系数.（3分）
附图 h
绝热
2.6. (6分)有一可忽略其内部导热热阻，初始温度为30℃的小金属球，放入500℃的炉中加热，10秒
后该球温度为150℃，试确定该球的时间常数；并计算金属球温上升到300℃所需时间？ 运用集中参数法:
（2分）
(1) 依题意，
（2分）
(2) 上升到300℃所需时间：
（2分）
三、 计算题（42分）
3.1. (10分) 测得一台已长时间工作的逆流式油冷器的参数为：热油流量m h = 2.0 kg/s ，进、出口温
度分别400K 和360 K ，比热c h =2330 )/(K kg J ⋅；冷水流量m c = 1.0 kg/s ，比热c c =4174 )/(K kg J ⋅，
进口温度300K 。
已知油冷器传热面积 A =3.0m 2。
问：相对原传热系数的设计值k=930)/(2K m w ⋅ ，因传热表面积垢，导致该台油冷器的 k 下降多少％(百分数)？ 解：
根据能量守恒：
（3分）
解得冷水出口温度：
（2分）
对逆流式换热器，
（3分）
又
故
（2分）
则k 增加了
3.2. （10分） 一根通有电流的直径为0.2mm 的金属丝，被25℃的空气以32m/s 的速度横向垂直吹
过，由金属丝的电阻可推出金属丝的温度为27℃，保持金属丝的电压和电流不变，降低气流速度，使得金属丝的温度变为30℃时，求降低后的气流速度。
忽略热辐射，空气的物性值)./(026.0C m W ︒=λ，s m /1006.1526-⨯=ν，703.0=r P ，以及对流换热计算公式为：
33.0466.0Re 683.0r P Nu =。
解：根据换热量相等，
（2分） 故
（2分） 又根据对流换热公式，
（2分） 故
（2分）
由以上两式可知降低后的气流速度为
（
）
（2分）
3.3. (12分) 核反应堆的辐射防护壁由于受γ射线的照射而发热，即相当于防护壁内有内热源
ax e -=0
ϕφ 的内热源，式中，0ϕ是x=0的表面上的发热率，a 为常数(0>a )。
已知防护壁厚δ，可看作无限大平壁（一维处理），且在x=0 处 ,1t t =; 在x=δ处，2t t =(21t t >)。
试导出：
（1）该防护壁中温度分布的表达式；（2）最高温度的所在位置。
解：
(1) 一维稳态导热问题满足
（2分） 把内热源表达式代入上式，并积分求解之：
（2分） x=0：
，解得：
（1分） x= ：
，解得：
（1分） 故
（2分） (2) 为求最高温度，令
：
（2分） 求得
（2分） t 的极值唯一，则上式的x 为所求的最高温度的所在位置。
3.4. （10分）在—块厚金属板上加工一个圆柱孔，该孔在金属表面上的圆的直径是4cm ，孔深8cm ，
内表黑度是0.5，将整块金属板加热到550℃，并忽略外界的影响(可设外界温度为0K)， 请：画出网络辐射图并计算这个孔发射出的辐射能量。
解：开口处可以作为黑体表面处理。
网络辐射图如下：（2分）
（2分）
其中， ， ，
（2分）
把以上各式代入公式解得：
（4分）。