《传热学》习题课(辐射换热)
传热学辐射传热课后习题及答案.doc
Q.2第八章黑体辐射基本定律8-1、一电炉的电功率为1KW,炉丝温度为847°C,直径为Immo 电炉的效率为0.96。
试确 定所需炉丝.的最短长度。
<273 + 847丫 〃 八* 前------------ jvdL = 0.96 x 10解：5.67x1 1°° 7 得 L=3.61m8-5、在一空间飞行物的外壳上有一块向阳的漫射面板。
板背面可以认为是绝热的，向阳面 得到的太阳投入辐射GT300W 〃疟。
该表面的光谱发射率为：时£（"） = 0.5; 人>2彻时£（人）二°・2。
试确定当该板表而温度处于稳态时的温度值。
为简化计算，设太 阳的辐射能均集中在0〜2即刀之内。
解：由 UOOJ 得 T=463K8-6、人工黑体腔上的辐射小孔是一个直径为20mm 的圆，辐射力场=3.72 x " W /帚。
一个辐射热流计置于该黑体小孔的正前方l=0.5m,处，该热流计吸收热量的面积为 1.6'10一5 "己问该热流计所得到的黑体投入辐射是多少？L. =^ = 1.185xlO 5W/m 2 解： 人 AO = T = 6.4x10-5rL h .A = 312W所得投入辐射能量为37.2X6.4X10-5 = 2.38x IO” w8-15、已知材料AB 的光谱发射率林久）与波K 的关系如附图所示，试估计这两种材料的发射 那£随温度变化的特性，并说明理由。
解：A 随稳定的降低而降低；B 随温度的降低而•升高。
理由：温度升高，热辐射中的短波比例增加。
8-16、一•选择性吸收表面的光谱吸收比随人变化的特性如附图所示，试计算当太阳投入辐射 为G=8（）0W//H 2时，该表面单位面积上所吸收的太阳能量及对太阳辐射的总吸收比。
1-4QF -------------- + % -----------o o解：二°・9氏（（）~|.4）+ °・2丹（］.4~8）查表代入数据得 a = 0.7 x 86.0792% = 0.80268-23、已知一表面的光谱吸收比与波长关系如附图所示，在某一瞬间，测得表面温度为lOOOKo投入辐射G/按波长分布的情形示于附图b。
热辐射、换热器习题课
=> q1,2 = 1.52 E 4 (W/m 2 )
E b1 − J 1 表面1的净热交换量为：q1 = = q1,2 1 − ε1
Eb 2 − J 2 表面2的净热交换量为：q2 = = − q1,2 1− ε2
ε1
ε2
两板面的有效辐射分别为：
J1 = Eb1－ 1 − ε1
ε1
• q1， 1.95 E 4 (W/m ) 2＝
θ 是投射到 dA 2的射线和 dA 2的法线的夹角；
r是射线源至 dA 2的距离。
因此， A 1中心对 A 2、 A 3、 A 4 所张的立体角分别为 A 2 cos 30 o ω1－2＝ = 3.46 E − 4 （ sr） 2 0.5
A 3 cos 0 o ω1－3＝ = 4 E − 4 （ sr） 0.5 2
解：（1）题目已知A1表面为漫射表面，因此各个方向上 辐射强度I是相同的，即：
Iθ 1＝Iθ 2＝...=Iθ n
而法线方向，有E n＝I n，因此I 2＝I3＝I 4＝I n＝3500W/(m 2 • sr)
(2) 求立体角，立体角的定义式： dA cos θ dΩ＝ 2 2 , r 其中 dΩ是射线投射到面积 dA 2所张开的立体角；
热辐射部分习题课
2007-06-18
p216/11.有一漫射微面积F1＝1cm2 , 其法向的定向辐射力 En = 3500W /(m 2 • sr)。在离开A1中心为0.5m的圆周上布 置有微面积A 2、A 3、A 4，其面积亦均为1cm2 , 相对位置如 图8－12所示，试计算(1)A 2、A 3、A 4 表面所接受到的辐 射强度；（2）A1的中心对A 2、A 3、A 4 表面所张的立体角； （3）A1朝A 2、A 3、A 4 表面所发射的辐射能。
《传热学》第9章-辐射换热的计算
J = E + ρG = εEb + (1 − α )G
漫灰表面之间的辐射换热
单位面积的辐射换热量=？
应该等于有效辐射与投入辐射之差
Φ= A
也等于自身辐射力与吸收的投入辐射能之差
J− Φ A
G = εEb
α =ε
− αG
Φ
=
Aε 1−ε
X
1,
2
1 ε1
− 1
+1+
X
2.1
1 ε2
− 1
= ε s A1 X1,2 (Eb1 − Eb2 )
εs
=
X
1,
2
1 ε1
−1 + 1 +
X
2.1
1 ε2
− 1 −1
系统黑度
6
两个漫灰表面构成的封闭空腔中的辐射换热
两块平行壁面构成的封闭空腔
角系数的曲线图
（a）平行的等面积矩形
（c）垂直的两个矩形
2 角系数的性质
(1) 相对性 (2) 完整性
A1 X 1,2 = A2 X 2,1
－互换性
封闭空腔的所有表面的角系数之和等于1
n
∑ X i , j = X i ,1 + X i ,2 +L+ X i ,i +L + X i ,n = 1
j =1
黑体辐射
Lb
=
Eb π
角系数的定义式
∫ ∫ Φ1→2 =
A1
A2
Eb1
cosθ1 cosθ 2 πr 2
《传热学》第四版课后习题答案解析
《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。
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。
辐射换热-习题
自然对流 Num C ( Grm Prm )n
c hA1 Tw Tf
r 1 A1 T 4 2
c r 2296 2119 4415 W
第六节 辐射换热
复合换热
（combined convection and radiation heat transfer）
第六节 辐射换热
例3 ：有两块平行放置的大平板，板间距远小于板的长度和 宽度，温度分别为400 C和50 C，表面发射率均为0.8，试 计算两块平板间单位面积的辐射换热量。 解：根据题意，A1=A2=A，X1,2=X2,1=1.0
Eb1 Eb 2 (T14 T2 4 ) 12 q1,2 1 1 1 1 A 1 1
例5：在四周墙壁温度为38℃的房间内，有一长6m、直 径为12.5cm的水平管道，管道的外壁温度为150℃。房间 内的空气温度为20℃，压力为1atm。若管道外壁表面的 发射率1=0.7，试计算该管道的总散热损失？
复合换热=对流换热+辐射换热
解：依题意：L=6m T1=Tw=150℃=423K Tf =20℃=293K( p=1atm） d=12.5cm=0.125m T2=Ts=38℃=311K A1=dL=2.356m2
第六节 辐射换热
简答题1：
第六节 辐射换热
简答题2： 目前，开发出的涂层材料的吸收比与发射率之比高达8~10。
第六节 辐射换热
例1： 秋天的夜晚，天空晴朗，室外空气温度为2 C，太 空背景辐射温度约为3 K。有一块钢板面向太空，下面绝 热。如果板面和空气之间对流换热的表面传热系数为10 W/(m2K)，试计算钢板达到稳态时的温度。 解：假定钢板的黑度为1，稳态时温度为t。 单位面积钢板和空气的对流换热量：
《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 第8章辐射换热计算例题教材
解：设加热室及被燃烧物的温度分别为T2， T1，被燃烧物单位面积、单位时间吸收 的辐射热量为：
Qw
=h辐[(
T2 100
)
4
-(
T1 100
)4
]
（1）
T2
T1
H辐—辐射换热系数
2Qw
=h
辐[(
T'2 100
)4
-(
T1 100
)4
]
（2）
2020/4/15
联立(1),(2)式：
17
联立(1),(2)式：
2[( T2 )4 -( T1 )4 ]=[( T'2 )4 -( T1 )4 ] 100 100 100 100
T2=1000 ℃ ，T1=400 ℃
T’2=1226 ℃ 。即炉温的温度升高了226 ℃
2020/4/15
18
【例6】将一根长1m、直径为2cm经一般研磨的钢 棒投入1000 ℃的加热炉中，钢棒的最初温度为20 ℃ ，求当钢棒加热到500 ℃大约需要多少时间。 钢的密度为7.86×103kg/m3,质量热容为 0.640kJ/(kgk)
• 解：钢棒近似为灰体， 根据四次方定律，
Qw
=Cb
ε[(
T2 100
)4
-(
T1 100
)4
]A
A=π 0.021 2π (0.02)2 0.0635m2 2
从附录8可以查出钢棒的黑度为0.32。钢棒投入炉内 时的热辐射量为：
2020/4/15
19
2020/4/15
20
2020/4/15
2020/4/15
4
【例2】如图所示的三个非凹表面组成
的封闭系统，三个表面面积分别为A1、 A2、 A3 , 在垂直于纸面方向无限长，试求所有相 关角系数。
《传热学》课后习题答案(第四版)
《传热学》课后习题答案（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℃。
传热学重点、题型讲解第九章 辐射换热计算(完整资料).doc
【最新整理，下载后即可编辑】第九章辐射换热计算第一节黑表面间的辐射换热一、任意位置两非凹黑表面间的辐射换热1.黑表面间的辐射换热图9-1 任意位置两非凹黑表面的辐射换热122dA dA b1111d d cos dΦI Aθω-=Eb1=πI b1；2221cosddrAθω=12212dA dA b1122cos cosd d dπΦE A Arθθ-=21212dA dA b2122cos cosd d dπΦE A Arθθ-=12122122212dA,dA dA dA dA dA b1b2122cos cosd d d()d dπΦΦΦE E A Arθθ--=-=-1212122121,2dA,dA b1b2122cos cosd()d dπA A A AΦΦE E A Arθθ==-⎰⎰⎰⎰（9-1）2.角系数12121122b1122dA dA12dA,dA22dA b11cos cosd dd cos cosπdd dπE A AΦrX AΦE A rθθθθ-===12122121122dA dA2dA A12dA,A22dA dAdd cos cosdd dπAAΦΦX AΦΦrθθ--===⎰⎰12121211122dA dAA A121,2122A A1dcos cos1d dπA AA AΦΦX A AΦΦA rθθ--===⎰⎰⎰⎰（9-2a）212212AAA1,2ddπcoscos121212AArAΦΦXAA⎰⎰==-θθ（9-2b）21,212,1AXAX=（9-3）3.辐射空间热阻图9-2 辐射空间热阻21,2b2b112,1b2b12,1)()(AXEEAXEEΦ-=-=（9-4）b1b21,21,211E EΦX A-=Φ1,2=（E b1－E b2）A = σb（T14- T24）A 二、封闭空腔诸黑表面间的辐射换热图9-3 多个黑表面组成的空腔图9-4 三个黑表面组成空腔的辐射网络图9-5 例9-1附图：,1,2,,1ni i i i n i jj ΦΦΦΦΦ==++⋅⋅⋅⋅⋅⋅=∑ 将上式除以i Φ，按角系数定义，可得,1,2,n ,11ni i i i jj X X X X ==++⋅⋅⋅⋅⋅⋅=∑（9-5）∑∑∑∑====-=-==nj nj i j i nj i j i i j i nj j i i A X E A X E A X E E ΦΦ11,bj 1,bi ,bj bi 1,)(∑=-=nj j i j i i A X E A E Φ1,bj bi（9-6）【例9-1】∑=-=311,b 1b11j j j j A X E A E Φ（a ）∑=-=312,b 2b22j jj j A X E A E Φ （b ） 0313,b 3b33=-=∑=j j j j A X E A E Φ（c ）02,21,22,11,1====X X X X13,23,1==X X31,313,1A X A X =32,323,2A X A X =213,11,33,223/210.252A r X X X A r ππ==⨯==13,32,31,3=++X X X5.03,3=X 033,3b323,2b213,1b13b3=---A X E A X E A X E A E4b b T E σ=2424143T T T +=T 3=415.6K 或者142.6℃1b11b11,11b22,12b33,1344b11b31,3111344311b 244()()()100100473415.61 5.67()()1801.0W 2100100b ΦE A E X A E X A E X A E A E X A A T T T TA C σπ=---=-=-⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦⎡⎤=⨯⨯⨯-=⎢⎥⎣⎦【讨论】π411212121=+=+=∑A A A A A AR4444b1b2121,2()π5.67 4.73 3.13)1801.0W 4/π4b E E T T ΦRσ--===⨯⨯-=∑（第二节 灰表面间的辐射换热一、有效辐射图9-6 有效辐射示意图图9-7 辐射表面热阻1.有效辐射J1=ε1E b1＋ρ1G1=ε1E b1＋（1－α1）G1W/m2（a）2. 辐射表面热阻11b111111GEGJAΦαε-=-=W/m2（b）1111b11b111111)(1AJEJEAΦεεεε--=--=W（9-7）二、组成封闭腔的两灰表面间的辐射换热图9-8 两个灰表面组成封闭腔的辐射换热网络图9-9 空腔与内包壁面间的辐射换热22212,1111b2b12,1111AAXAEEΦεεεε-++--=W(9-8a))11(1)11()(2212,112b 1b 12,1-++--=εεA A X E E A Φ1,2112()W s b b X A E E ε=-（9-8b ）)11()11(1121,212,1s -+-+=εεεX X1.无限大平行灰平壁的辐射换热A 1=A 2=A ，且X 1,2=X 2,1=1，)(111)(4241b s 212b b12,1T T A E E A Φ-=-+-=σεεε W （9-9）111121s -+=εεε2.其中一个表面为平面或凸表面的辐射换热)11(1)(22112b 1b 12,1-+-=εεA A E E A Φ W (9-10)A 2 >>A 1，且ε2的数值较大Φ1,2=ε1 A 1（E b1-E b2）W（9-11）三、封闭空腔中诸灰表面间的辐射换热1.网络法求解图9-10三个灰表面组成封闭腔辐射换热网络图9-11 例9-4附图图9-12 例题9-5附图节点1 011113,11312,1121111b1=-+-+--AXJJAXJJAJEεε（a）节点2 011123,22321,2212222b2=-+-+--AXJJAXJJAJEεε（b）节点3 011132,33231,3313333b3=-+-+--AXJJAXJJAJEεε（c）【例9-4】X 1,2= X 2,1=0.38X 1,3=X 2,3=1-X 1,2=1-0.38=0.62计算网络中的各热阻值：A 1=A 2=π⨯0.32=0.283m 21.14283.02.02.011111=⨯-＝－A εε m -23.5283.04.04.011222=⨯=-－A εε m -23.9283.038.01112,1=⨯=A X m -27.5283.062.011123,213,1=⨯==A X A Xm -2流入每个节点的电流总和等于零07.53.91.141b3121b1=-+-+-J E J J J E 07.53.93.52b3212b2=-+-+-J E J J J E 202447731067.5484b1=⨯⨯==-T E b σW/m 235445001067.5484b2=⨯⨯==-T E b σW/m 2 4593001067.5484b3=⨯⨯==-T E b σW/m 2J 1=5129 W/m 2 J 2=2760W/m 2b1111112024451291072W 114.1E J ΦA εε--===-b22222235442760148W 1 5.3E J ΦA εε--===- 312()(1072148)1220W ΦΦΦ=-+=-+=-【例9-5】1.1411111=-=A R εεm -23.512222=-=A R εεm -23.9112,12,1==A X R m -2 7.5113,13,23,1===A X R R m-2E b1=20244W/m 2 E b2=3544W/m 2∑++++=23,23,12,11111R R R R RR =14.1+5.243.57.57.513.911=+++m -2b1b21,2202443544682W 24.5E E ΦR --===∑J 1=E b1－Φ1,2⨯R 1=20244－682⨯14.1=10627.8 W/m 2J 2=E b2＋Φ1,2⨯R 2=3544＋682⨯5.3=7185.6 W/m 2J 3=（J 1+J 2）/2=8893.2 W/m 2J 3=G 3=E b3=σ b T 341/41/4b3388893.2629K5.6710b E T σ-⎛⎫⎛⎫=== ⎪⎪⨯⎝⎭⎝⎭2. 值解法图9-13 例9-6（a ）（b ）附图及其辐射换热网络∑==ni i j i i j j A X J G A 1,j j εα=∑=-+=n i ij i i j j j j j j A X J A E A J 1,b )1(εε（9-12）∑∑===ni i j i j ni ij i i X J A A X J 1,1,b ,1(1)nj j j j i j i i J E J X εε==+-∑（9-13）4b 1,11j j j jjn i i j i T J X J σεεε⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-=--∑=（9-14）4111,121,231,31,b 1114212,122,232,32,b 2221,12,231()()111()()11n n n n n n n J X J X J X J X T J X J X J X J X T J X J X J X εσεεεσεε-+++⋅⋅⋅+=--+-++⋅⋅⋅+=--⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅++4,3,b 1()()11n n n n n n n J X T εσεε⎫⎪⎪⎪⎪⎬⎪⎪⎪+⋅⋅⋅+-=⎪--⎭（9-15）i i i i ii A J E Φεε--=1b i =1，2，…n （9-16）【例9-6】1,11,21,31,400.150.540.31X X X X ====、、、； 2,12,22,32,40.2500.500.25X X X X ====、、、；3,13,23,33,40.270.140.320.27X X X X ====、、、； 4,14,24,34,40.310.150.540X X X X ====、、、；4432198.267.5931.054.015.010⨯⨯=---J J J J 4432183.267.5425.05.0525.0⨯⨯=--+-J J J J4432186.267.5427.068.414.027.0⨯⨯=-+--J J J J 4432184.267.55.15.254.015.031.0⨯⨯=+---J J J JJ 1=440.45 W/m 2； J 2=370.28 W/m 2； J 3=382.69 W/m 2 ; J 4=380.80 W/m 2。
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-====⨯⨯⨯30.24.4441045t 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。
辐射换热部分练习
南京工程学院传热学课程辐射换热部分练习姓名 班级 学号 得分1. 解释下列名词及概念:1) 有效辐射2) 单色辐射力3) 辐射强度4) 灰体5) 角系数6) 空间辐射热阻7) 表面辐射热阻8) 黑体辐射函数9) 重辐射面10)遮热板2.有一台放置在外的冷库，从减小冷库冷量损失的角度，冷库外壳颜色应该采用深色还是浅色？3.为什么太阳灶的受热面通常要制成粗糙的黑色表面，而辐射采暖板却不需要涂成黑色？试解释之。
4.下列各式中哪些是正确的，若错误的话错在哪里？1)3.23.13).21(X X X +=+2) 3.2.3.13).21(3.X X X +=+3)2.321.31)21.(3)21(X A X A X A +=++4) 3.223.113).21()21(X A X A X A +=++5.如图所示，温度为T ，黑度值（发射率）为ε的V 形槽以辐射方式向温度为T e 的大房间散热，V 形槽在垂直于纸面方向无限长。
试画出V 形槽对大房间辐射换热的网络图，并写出单位长度V 形槽散失的辐射热量的表达式。
6.测量管道中的气流温度时，设置在管道中的温度计头部与管壁之间的辐射换热会影响测温精度，试分析引起误差的原因，提出减小误差的措施。
7.遮热板为什么能减少辐射换热量？8.两漫灰无限大平行平板间有T1>T2,表面的发射率分别为21,εε。
为减少两板间的辐射热流，用一块两侧面发射率不同的薄遮热板将两板隔开。
问：1)为使两板间辐射热流为最小，应将该板发射率小的还是大的一侧朝向温度为T1的平板？2)上述两种放置方法中哪种能使遮热板温度更低？。
传热学重点、题型讲解第九章辐射换热计算
传热学重点、题型讲解第九章辐射换热计算第九章辐射换热计算第⼀节⿊表⾯间的辐射换热⼀、任意位置两⾮凹⿊表⾯间的辐射换热1.⿊表⾯间的辐射换热图9-1 任意位置两⾮凹⿊表⾯的辐射换热122dA dA b1111d d cos d ΦI A θω-= E b1=πI b1；2221cos d d rA θω=12212dA dA b1122cos cos d d d πΦE A A r θθ-=21212dA dA b2122cos cos d d d πΦE A A r θθ-=12122122212dA ,dA dA dA dA dA b1b2122cos cos d d d ()d d πΦΦΦE E A A rθθ--=-=- 1212122121,2dA ,dA b1b2122cos cos d ()d d πA A A A ΦΦE E A A r θθ==- （9-1）2.⾓系数12121122b1122dA dA 12dA ,dA 22dA b11cos cos d d d cos cos πd d d πE A A Φr X A ΦE A r θθθθ-= ==12122121122dA dA 2dA A 12dA ,A 22dA dA d d cos cos d d d πA A ΦΦX A ΦΦr θθ--===12 1212 1112 2dA dA A A12 1,212 2A A1 dcos cos 1d dπA AA AΦΦX A A ΦΦA r θθ--（9-2a）212212AAA1,2ddπcoscos121212AArAΦΦXAA==-θθ（9-2b）21,212,1AXAX=（9-3）3.辐射空间热阻图9-2 辐射空间热阻21,2b2b112,1b2b12,1)(AXEEAXEEΦ-=-=（9-4）b1b21,21,211E EΦX A-=Φ1,2=（E b1－E b2）A = σb（T14- T24）A ⼆、封闭空腔诸⿊表⾯间的辐射换热图9-3 多个⿊表⾯组成的空腔图9-4 三个⿊表⾯组成空腔的辐射⽹络图9-5 例9-1附图：,1,2,,1ni i i i n i j j ΦΦΦΦΦ==++=∑将上式除以i Φ，按⾓系数定义，可得,1,2,n ,11ni i i i j j X X X X ==++=∑（9-5）∑∑∑∑====-=-==nj nj i j i nj i j i i j i nj j i i A X E A X E A X E E ΦΦ11,bj 1,bi ,bj bi 1,)(∑=-=nj j i j i i A X E A E Φ1,bj bi （9-6）【例9-1】∑=-=311,b 1b11j j j j A X E A E Φ（a ）∑=-=312,b 2b22j j j j A X E A E Φ（b ）0313,b 3b33=-=∑=j j j j A X E A E Φ（c ）02,21,22,11,1====X X X X13,23,1==X X31,313,1A X A X =32,323,2A X A X =213,11,33,223/210.252A r X X X A r ππ==?==13,32,31,3=++X X X 5.03,3=X033,3b323,2b213,1b13b3=---A X E A X E A X E A E4b b T E σ=2424143T T T +=T 3=415.6K 或者142.6℃1b11b11,11b22,12b33,1344b11b31,3111344311b 244()()()100100473415.61 5.67()()1801.0W 2100100b ΦE A E X A E X A E X A E A E X A A T T T T AC σπ=---=-=-??=-=???-=????【讨论】π411212121=+=+=∑A A A A A AR 4444b1b2121,2()π5.67 4.73 3.13)1801.0W 4/π4b E E T T ΦRσ--===??-=∑（第⼆节灰表⾯间的辐射换热⼀、有效辐射图9-6 有效辐射⽰意图图9-7 辐射表⾯热阻1.有效辐射J 1=ε1E b1＋ρ1G 1=ε1E b1＋（1－α1）G 1 W/m 2（a ）2.辐射表⾯热阻11b111111G E G J A Φαε-=-= W/m 2 （b ） 1111b11b111111)(1A J E J E A Φεεεε--=--=W （9-7）⼆、组成封闭腔的两灰表⾯间的辐射换热图9-8 两个灰表⾯组成封闭腔的辐射换热⽹络图9-9 空腔与内包壁⾯间的辐射换热22212,1111b2b12,1111A A X A E E Φεεεε-++--=W (9-8a ))11(1)11()(2212,112b 1b 12,1-++--=εεA A X E E A Φ 1,2112()W s b b X A E E ε=- （9-8b ）)11()11(1121,212,1s -+-+=εεεX X1.⽆限⼤平⾏灰平壁的辐射换热A 1=A 2=A ，且X 1,2=X 2,1=1，)(111)(4241b s 212b b12,1T T A E E A Φ-=-+-=σεεε W （9-9）1121s -+=εεε2.其中⼀个表⾯为平⾯或凸表⾯的辐射换热)11(1)(22112b 1b 12,1-+-=εεA A E E A Φ W (9-10)A 2 >>A 1，且ε2的数值较⼤Φ1,2=ε1 A 1（E b1-E b2）W （9-11）三、封闭空腔中诸灰表⾯间的辐射换热1.⽹络法求解图9-10三个灰表⾯组成封闭腔辐射换热⽹络图9-11 例9-4附图图9-12 例题9-5附图节点1013,11312,1121111b1=-+-+-A X J J A X J J A J E εε（a ）321,2212222b2=-+-+--A X J J A X J J A J E εε（b ）节点3 011132,33231,3313333b3=-+-+--A X J J A X J J A J E εε（c ）【例9-4】X 1,2= X 2,1=0.38X 1,3=X 2,3=1-X 1,2=1-0.38=0.62计算⽹络中的各热阻值：A 1=A 2=π?0.32=0.283m 21.14283.02.02.011111=?-＝－A εε m -23.5283.04.04.011222=?=-－A εε m -23.9283.038.01112,1=?=A X m -27.5283.062.011123,213,1=?==A X A X m -2流⼊每个节点的电流总和等于零07.53.91.141b3121b1=-+-+-J E J J J E 07.53.93.52b3212b2=-+-+-J E J J J E 202447731067.5484b1=??==-T E b σW/m 2 35445001067.5484b2=??==-T E b σW/m24593001067.5484b3=??==-T E b σW/m 2J 1=5129W/m 2J 2=2760W/m 2b1111112024451291072W 114.1E J ΦA εε--===- b22222235442760148W 1 5.3E J ΦA εε--===-312()(1072148)1220W ΦΦΦ=-+=-+=-【例9-5】1.1411111=-=A R εεm -23.512222=-=A R εεm -23.9112,12,1==A X R m -27.5113,13,23,1===A X R R m -2E b1=20244W/m 2E b2=3544W/m 2∑++++=23,23,12,11111R R R R R R =14.1+5.243.57.57.513.911=+++m -2b1b21,2202443544682W 24.5E E ΦR --===∑J 1=E b1－Φ1,2?R 1=20244－682?14.1=10627.8W/m 2J 2=E b2＋Φ1,2?R 2=3544＋682?5.3=7185.6 W/m 2J 3=（J 1+J 2）/2=8893.2 W/m 2J 3=G 3=E b3=σb T 341/41/45.6710b E T σ-=== ?2. 值解法图9-13 例9-6（a ）（b ）附图及其辐射换热⽹络∑==ni i j i i j j A X J G A 1,j j εα=∑=-+=ni i j i i j j j j j j A X J A E A J 1,b )1(εε（9-12）∑∑===ni i j i j ni i ji i X J A A XJ 1,1,b ,1(1)nj j j j i j i i J E J X εε==+-∑（9-13）4b 1,11j j j j jni i j i T J X J σεεε-=--∑= （9-14）4111,121,231,31,b 1114212,122,232,32,b 2221,12,231()()111()()11n n n n n n n J X J X J X J X T J X J X J X J X T J X J X J X εσεεεσεε-++++=--+-+++=--?++4,3,b 1()()11n n n n n n n J X T εσεε?++-=?--? （9-15）ii i i i i A J E Φεε--=1b i =1，2，…n （9-16）【例9-6】1,11,21,31,400.150.540.31X X X X ====、、、；2,12,22,32,40.2500.500.25X X X X ====、、、；3,13,23,33,40.270.140.320.27X X X X ====、、、；4,14,24,34,40.310.150.540X X X X ====、、、；4432198.267.5931.054.015.010??=---J J J J 4432183.267.5425.05.0525.0??=--+-J J J J4432186.267.5427.068.414.027.0??=-+--J J J J 4432184.267.55.15.254.015.031.0??=+---J J J JJ 1=440.45 W/m 2； J 2=370.28W/m 2； J 3=382.69W/m 2 ; J 4=380.80W/m 2。
热传导和热辐射的热能转换练习题热能和热功率
热传导和热辐射的热能转换练习题热能和热功率一、热传导的热能转换练习题1. 问题描述：一个导热系数为0.2 W/(m·K)的铝棒，长度为1.5 m，截面积为0.02 m²。
其中一端放在温度为100°C的火炉中，另一端放在常温下，求15分钟后该铝棒的另一端温度。
解析：根据热传导的原理，我们可以使用热传导方程进行计算。
热传导方程可以表示为：Q = k·A·(ΔT/Δx)·Δt，其中Q为热能转移量，k 为导热系数，A为截面积，ΔT为温度差，Δx为长度差，Δt为时间。
根据题目给出的数据，我们可以先计算ΔT和Δt：ΔT = 100°C - 25°C = 75°C，Δt = 15分钟 = 900秒。
将数据代入热传导方程，可得：Q = 0.2 W/(m·K) * 0.02 m² * (75°C/1.5 m) * 900 s = 45 W。
由热传导方程我们可以得知热能转移量Q等于铝棒另一端的温度差乘以导热系数k乘以铝棒截面积A除以铝棒长度差Δx乘以时间Δt。
因此，铝棒另一端的温度差为：Q = k·A·(ΔT/Δx)·Δt = ΔT。
将计算得到的热能转移量Q代入上式，可得：ΔT = 45 W，即铝棒另一端的温度差为45°C。
由于另一端的温度为常温25°C，因此铝棒另一端的温度为25°C + 45°C = 70°C。
所以，15分钟后该铝棒的另一端温度为70°C。
二、热辐射的热功率转换练习题1. 问题描述：一个黑体表面积为2 m²，温度为500 K，计算其单位时间内向外部空间辐射的热功率。
解析：根据热辐射的原理，我们可以使用斯特藩-玻尔兹曼定律进行计算。
斯特藩-玻尔兹曼定律可以表示为：P = ε·σ·A·T^4，其中P为热功率，ε为黑体的发射率，σ为斯特藩-玻尔兹曼常数，A为表面积，T 为温度。
第四版《传热学》课后习题答案解析
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；wt －固体表面温度；ft －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。
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。
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。
(2021年整理)传热学课后习题
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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。
传热学典型习题详解
Bi数和 相同，要使温度分布相同，则只需Fo数相等，因此：
，即
，而δ在两种情况下相等，因此：
4、东北地区春季,公路路面常出现“弹簧”,冒泥浆等“翻浆”病害。试简要解释其原因。为什么南方 地区不出现此病害?东北地区的秋冬季节也不出现 “翻浆”?
7、λ为变量的一维导热问题。某一无限大平壁厚度为δ，内、外表面温度分别为ｔ 、ｔ ，导热系数
w1
W2
为λ=λ (1+bt) W/mK，试确定平壁内的温度分布和热流通量。设平壁内无内热源。 0
，
，
，
温度分布： 热流通量： 同学们可以根据
的特点，按照题2的方法分析b>0和b<0对应图中哪一条曲线。
二、定量计算 本节定量计算主要题型包括以下几类： (1)建立物理问题所对应的数学描写(控制方程及定解条件)及傅里叶定律； (2)平壁、圆管壁、球壳的一维稳态导热计算； (3)含内热源、变截面、变导热系数的一维稳态导热问题分析求解 (4)一维稳态等截面助及不等截面肋的分析计算； 1、一直径为d。，单位体积内热源的生成热Φ的实心长圆柱体，向温度为t 的流体散热，表面传热系数
答：此现象可以由半无限大物体（地面及地下）周期性非稳态导热现象的温度波衰减及温度波时间延迟 特征来解释。公路路面“弹簧”及“翻浆”病害产生的条件是：地面以下结冰，而地表面已解冻（表面 水无法渗如地下）。
东北地区春季地表面温度已高于0℃，但由于温度波的时间延迟，地下仍低于0℃，从而产生了公路路面 “弹簧”及“翻浆”等病害。
解：由热平衡关系，地球接受来自太阳的辐射热量以两种方式散掉，即与空气的对流换热及与太空的辐
热辐射、换热器习题课
因为两个面相互间角系数为1，投入辐射为
对板1的投入辐射：G1＝J 2＝4.26 E 3 (W/m 2 ) 对板2的投入辐射：G 2＝J1＝1.95 E 4 (W/m 2 )
板一的反射辐射：ρ1G1＝0.2*4.26 E 3 = 852(W/m 2 )
两个面之间辐射热交换为： q＝J1－J 2＝1.52 E 4 (W/m 2 )
2
J 2 = Eb 2 +
1− ε2
ε2
2 4.26 3 (W/m ) • q1， ＝ E 2
两板的投入辐射：
G 2＝J1
G1＝J 2
p254.26用热电偶来测量管内流动着的空气的温 度，如图9－39。热电偶读得温度t1＝400℃, 管壁测得温度t2＝350℃，热电偶头部和管壁 的发射率分别为0.8和0.7。从气流到热电偶头 部的对流表面传热系数为35W/(m2K).试计算由 于热电偶头部和管壁之间辐射换热而引起的测 温误差，此时气流的真实温度是多少？讨论测 温误差和换热系数的关系，测温误差和热电偶 头部发射率的关系。
Q1－3＝3500*0.5*cos 0o *4E-4=1.4E-4 (W)
Q1－4＝3500*0.5*cos 45o *4E-4=9.9E-5 (W)
P252 .11 某采暖房间采用立式悬挂辐射采暖板， 试求
此采暖板和房间各表面间的角系数，房间和采暖板的 尺寸见图9－38。
解题要领：利用角系数的分解性、对称性。
p252 /12. 两块平行放置的平板的表面发射率为0.8，温
度分别为t1=527℃及t2=27 ℃,板间距远小于板的宽度与 高度。试计算：
(1)板1的本身辐射; (2)板2对1的投入辐射; (3)板1的反射辐射; (4)板1的有效辐射; (5)板2的有效辐射; (6)板1－2间的辐射换热量
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（）
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第九章 辐射换热的计算—复习题
• 5. 什么是一个表面的自身辐射、投入辐射及 有效辐射？有效辐射的引入对于灰体表面系 统辐射换热的计算有什么作用？ 答：自身辐射：物体从一个表面由于自身的 辐射性质而发射出动的辐射。 投入辐射：单位时间内投射到表面的单位面 积上的总辐射能。 有效辐射：单位时间内离开表面单位面积的 总辐射能。 作用：避免了在计算辐射换热时出现多次吸 收反射的复杂性。
第八章 热辐射基本定律及物体的 辐射特性—习题
• 8-11 把地球作为黑体表面，把太阳看成是 T=5800K的黑体，试估算地球表面的温度。 已知地球直径为1.29×107m，太阳直径为 1.39×109m，两者相距1.5×1011m。地球对 太空的辐射可视为对0K黑体空间辐射。 4 4 T 5800 • 解： Eb1 C0 5.67
第八章 热辐射基本定律及物体的 辐射特性—习题
• 8-1 一电炉的电功率为1kW，炉丝温度为 847℃，直径为1mm。电炉的效率（辐射 功率与电功率之比）为0.96。试确定所需 炉丝的最短长度。 4
T 0.96 1000 • 解： 0.96 E 0.96C b 0 dl 100 0.96 1000 l 3.425m 4 1120 3 10 5.57 100
第九章 辐射换热的计算—复习题
• 6. 对于温度已知的多表面系统，试总结求解 每一表面净辐射换热量的基本步骤。 答：温度已知时，发射率、辐射能可求出。 可采用网络法或数值方法求解。 但首先应计算出每个面的辐射能Ebi发射率εi， 解系数Xi,j。然后再计算各表面的有效辐射Ji， 最后由 Ebi J i 确定每个表面的净辐射换热 i 1 i 量。
《传热学》习题课（辐射换热）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
课件制作：尹华杰
第八章 热辐射基本定律及物体的 辐射特性—复习题
• 1. 什么叫黑体？在热辐射理论中为什么要引 入这一概念？ 答：黑体：吸收比等于1的物体。 因吸收比等于1，反射比和透射比等于零，黑 体的辐射能力最大。引入这一概念可使物体 辐射的研究简化，方便充分地研究物体辐射 的各种性质、规律。在研究了黑体辐射的基 础上，处理其他物体辐射时，与黑体相比较， 找出其与黑体辐射的偏离，然后确定修正系 数。把黑体的研究结果运用于实际。
dAc H=1m 传感器 θ θ dA
x1
热试件
d dA cos dL
第八章 热辐射基本定律及物体的 辐射特性—习题
dAc 直上下时 : d0 dA 2 L cos 0 dAdAc L 1 dAc cos 1 斜方向时 : d dA L cos cos 2 1 x1 1 x12 d dA
2 e 2 e 4
1
d — 太阳对地球所张立体角，l 为地球与太阳的距离时： d
l re 2
re2
第八章 热辐射基本定律及物体的 辐射特性—习题
dA — 太阳辐射面积，dA rs2 ; rs — 太阳半径； L L Eb1
把以上各式代入(1)式可得地球表面温度 : r Te 5800 2 l re
第八章 热辐射基本定律及物体的 辐射特性—复习题
• 9. 黑体辐射具有漫射特性。如何理解从黑 体模型(温度均匀的空腔器壁上的小孔)发出 的辐射能也具有漫射特性呢? 答：漫散特性是辐射从发射源向空间的各个方向均匀发
射。由于黑体模型的空腔器壁有一定的粗糙度，入射光进 入模型后，经过不规则的反射，折射，从 黑体模型的小孔中射出时，在各个方向均 有射线，由于小孔相对球体很小，从小孔 射出的光线辐射能量也较均匀
第九章 辐射换热的计算—复习题
• 10. 什么是气体辐射的平均射线程长？离开了气体所 处的几何空间而谈论气体的发射率与吸收比有没有实 际意义？ 答：气体辐射的平均射线程长：所研究情况下气体对 指定地区的辐射力等于半球内的气体具有与所研究情 况相同的温度压力和成分时，该半球内气体对球心的 辐射力，这个半球为当量半球，当量半球的半径为气 体辐射的平均射线程长。 没有实际意义。因为气体的光谱发射率和光谱吸收率 与射线行程的长度有关，而射线程长取决于气体容积 的形状和尺寸。
1 x
dAc
2 2 1
L 0.75dAdAc L x1
1 1 0.393m 0.75
dAc H=1m
传感器 θ θ dA
x1
热试件
第八章 热辐射基本定律及物体的 辐射特性—习题
• 8-15 已知材料A、B的光谱发射率ε（λ）与 波长的关系如附图所示，试估计这两种材料 的发射率ε随温度变化的特性，并说明理由。 解：由基尔霍夫定律： α(λ) B A α=ε 由式（7-20）：
100
太阳
l
dΩ
100
地球
第八章 热辐射基本定律及物体的 辐射特性—习题
d dA cos dL d — 地球向太空辐射的能量，r e为地球半径时： Te d Eb 2 4 r 4 r 5.67 100 cos cos 0 1
0 λ
第八章 热辐射基本定律及物体的 辐射特性—习题 E , T d E , T T d E T E T
0 b b b 0 b
由普朗克定律： e • 随温度升高，Ebλ（λ，T）~ λ曲线峰值向短波方向 移动，即Ebλ（λ，T）/ Eb（T）在短波处增大，而在 长波处减小。由题图可得：材料A的ε（T）随温度增 加而增大；材料B的ε（T）随温度增加而减小 Eb , T C15
第八章 热辐射基本定律及物体的 辐射特性—复习题
• 2. 温度均匀的空腔壁面上的小孔具有 黑体辐射的特性，那么空腔内部壁面的 辐射是否也是黑体辐射？ 答：不是。空腔内部壁面上的辐射有自 身辐射及反射辐射。
第八章 热辐射基本定律及物体的 辐射特性—复习题
• 3. 试说明，为什么在定义辐射力时要 加上“半球空间”及“全部波长”的说明？ 答：加上“半球空间”是说明，向各个 方向发射的辐射能；由于不同波长发射 的辐射能不同，加上“全部波长”说明， 辐射力是包括所有波长的辐射能。
第九章 辐射换热的计算—复习题
• 4. 实际表面系统与黑体系统相比，辐 射换热计算增加了哪些复杂性？ 答：有三个方面：㈠实际表面的吸收比 小于1，投入到实际表面上的辐射能的 吸收不是一次完成的，要经过多次反射； ㈡实际物体的材料对光谱辐射有一定的 选择性；㈢由一个实际物体表面向外发 射出的辐射能除了其自身的辐射力外还 包括了被反射的辐射能在内。
第八章 热辐射基本定律及物体的 辐射特性—复习题
• 5. 黑体的辐射能按空间方向是怎样分布的？定向 辐射强度与空间方向无关是否意味着黑体的辐射 能在半球空间各方向上是均匀分布的？ 答：黑体的辐射能在空间各个方向的定向辐射强 度相等。 单位辐射面积发出的辐射能，落到空间不同方向 单位立体角内的能量的数值不等，其值正比于该 方向与辐射面法线方向夹角的余弦。 不是均匀分布的，而是法线方向最大，切线方向 为零，服从余弦分布规律。
Ai i
第九章 辐射换热的计算—复习题
•
7. 什么是辐射表面热阻、什么是辐射空间热阻？ 网络法的实际作用你是怎样认识的？
1 1 答：辐射表面热阻：A ；辐射空间热阻： A1 X 1, 2
。网络法的实际作用是求解三表面封闭系统的 辐射换热问题；对大于或等于4表面封闭系统的 辐射换热问题的数值解法计算式的推导建立基 础。
第九章 辐射换热的计算—复习题
• 2. 角系数有哪些特性？这些特性的物理背景是 什么？ 答：角系数的特性：①相对性；②完整性；③ 可加性。 物理背景：相对性是当表面1与表面2的温度相 等时，净辐射换热量为零的结论。 完整性是封闭系统辐射换热的能量守恒原理的 结果。 可加性是从表面1上发出而落在表面2上的总能 量，等于落在表面2上各部分的辐射能之和的结 论。
第八章 热辐射基本定律及物体的 辐射特性—复习题
• 10. 什么叫太阳常数？在地面上所接受 到的太阳辐射与大气层外缘所接受到的 太阳辐射有什么不同？ 答：太阳常数：大气层外缘与太阳射线 相垂直的单位面积所接受到的太阳辐射 能1367±1.6W/m2，称为太阳常数。 在地面上所接受到的太阳辐射与大气层 外缘所接受到的太阳辐射不同点是：穿
第八章 热辐射基本定律及物体的 辐射特性—复习题
• 过大气层的辐射能的减弱。减弱包括两部 分，一部分为大气层中的云层和较大尘粒 把太阳辐射部分地反射回宇宙空间；一部 分是大气层中的O3、N2、O2、H2O及尘埃 等对太阳辐射的散射和吸收。使到达地面 的太阳辐射能比到达大气层外缘的减少了 对太阳直接辐射的反射回宇宙空间部分， 大气散射和吸收部分。
2 s 1 4
0.5 1.39 1011 5800 279.17 K 4 7 1.5 10 0.5 1.29 10
第八章 热辐射基本定律及物体的 辐射特性—习题
• 8-12 如附图所示，用一个运动的传感器 来测定传送带上一个热试件的位置。设 热试件的辐射具有黑体的特性，问传感 器与热试件之间的距离x1多大时，传感 器接收到的辐射能是传感器与试件位于 同一直线上时的75%？
第八章 热辐射基本定律及物体的 辐射特性—复习题
• 4. 黑体的辐射能按波长是怎样分布的？ 光谱吸收力Ebλ的单位中分母的“m3”代 表什么意义？ 答：黑体的辐射能按波长的分布服从普 5 朗克定律： c1 E b c 2 T e 1 光谱吸收力Ebλ的单位中分母的“m3”代 表：㎡· m，㎡代表单位辐射面积，m代 表单位波长范围。
C2
T 1
第九章 辐射换热的计算—复习题
• 1. 试述角系数的定义。“角系数是一个纯几何因子” 的结论是在什么前提下得出的？ 答：角系数的定义：表面1发出的辐射能中落到表面 2上的百分数称为表面1对表面2的角系数，记为X1,2。 角系数是一个纯几何因子的结论基于下面两个假定： ①所研究的表面是漫射的，说明反射在各个方向上 是均匀的；②在所研究表面的不同地点上向外发射 的辐射热流密度是均匀的。在这两个假定下，物体 的表面温度及发射率的改变，只影响到该物体向外 发射辐射能大小而不影响在空间的相对分布，因而 不影响辐射能落到其他表面上的百分数。