哈工大传热学作业答案
哈工程传热学a卷试题及答案教学文稿
2011年春季学期《传热学》（A 卷）答案一．（10分）外直径为50mm 的蒸汽管道外表面温度为400℃，其外包裹有厚度为40mm 、导热系数为0.11W/(m·K)的矿渣棉。
矿渣棉外又包有厚为45mm 的煤灰泡沫砖，导热系数为0.12W/(m·K)，煤灰泡沫砖外表面温度为50℃，试求通过每米长该保温层的热损失，并给出矿渣棉外表面温度。
解：由多层圆筒壁的导热热流量公式可知：()()()132113222ln ln l t t d d d d πλλ-Φ=+（3分）其中4001=t ℃,503=t ℃,1=l m,12350,130,220d mm d mm d mm === （2分）=1λ0.11W/(m·K),=2λ 0.12W/(m·K) 带入公式，可得：25.168=ΦW （1分）设矿渣棉外表面温度为2t ，则由能量守恒定律可知：()()122112ln l t t d d πλ-Φ=（3分），代入数据，可得：39.1672=t ℃（1分） 二．（10分）直径为12mm 、初始温度为1150K 的钢球，突然被放置于温度为325K 、表面传热系数为20W/(m 2·K)的空气中冷却。
已知钢球的物性如下：λ=40W/(m·K)，ρ=7800kg/m 3，c=600J/(kg·K)。
试确定钢球中心温度被冷却到400K 所需的时间？如果考虑辐射的影响，冷却时间应延长还是缩短？解：这是一个典型的非稳态热传导问题，先计算其毕渥数的大小：1.0001.0403006.020)/<=⨯==λA V h Bi （，故可以利用集总参数法计算此非稳态问题。
（2分） 由公式：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=--=∞∞τρθθcV hA t t t t exp 00 （4分） 可得：⎪⎪⎭⎫⎝⎛---=∞∞t t t t hA cV0ln ρτ（1分） 代入数值，可得：21.1122=τs （1分）如果考虑辐射的影响，则钢球的散热强度增强，冷却时间会缩短。
哈工程传热大作业(企业管理)
传热学大作业班级:２０１21515 学号:201215１531 姓名：张永宽第一题:如图所示,一个无限长矩形柱体，其横截面的边长分别为L 1和L 2,常物性。
该问题可视为二维稳态导热问题,边界条件如图中所示,其中Ｌ１=０.６m,L 2=0.4m,T w １=60℃，T w ２=2０℃,λ=200W ／(m·K ）。
（１) 编写程序求解二维导热方程。
(2） 绘制x =Ｌ１／２和y =L 2/2处的温度场,并与解析解进行比较。
已知矩形内的温度场的解析解为()()()()1211w2w1sh sh sin ,L L L y L x t t y x t πππ+=。
（１）根据课本164页公式（b ）Tm ，ｎ=(Tm ＋1，ｎ+T ｍ—1,n ＋Tm,ｎ+1+Ｔm ，n-1）/4;取步长为1cm 。
编出以下程序迭代求解内部个点温度。
a=ｚeros(41，６1）; ％生成４1＊60的矩阵. k=0:6０； ａ（4１，：）=２0＊s ｉn(pi.＊k/６０）；％矩形上边温度满足Tw2=sin （pi*x ／L １）。
a ＝ａ+６0; ％使四周都为给定的边界条件。
ｆor x ＝1：１00０0%迭代10000次（估计能满足要求精度）。
for i=2：４0for j ＝２：６0 a(i ，j)=（a （i —1,ｊ)+a （ｉ，ｊ－1）+a （ｉ+1，ｊ)＋a （i,j+1))/4； ％内部每一个点都为周围四个点温度和的四分之一。
en ｄ e ｎd ｅndmes ｈ（a ）t ｉtle(’第一题（张永宽作请勿抄袭）’,’Ｆonts ｉze ＇,18） x ｌabel('x 轴张永宽作请勿抄袭，单位cm ＇，＇Fontsi ｚｅ＇，１４) ylabe ｌ（’y 轴，单位ｃm ’,'F ｏntsize'，1４） zlabel(＇t 轴，单位℃'，＇Fon ｔsize ’,1４） 迭代一万次后个点温度数据：迭代法温度分布图：x 轴张永宽作请勿抄袭,单位cmy 轴,单位cmt 轴,单位℃（2)Y=L2/２时的温度曲线即把第一问中第21行数据画出图即可.x 轴,单位cmt 轴,单位℃Y ＝L2／2处的温度误差,即用第一问中行列式第2１行与解析式算出结果做差。
哈工大热学答案第一节温度
第一章温度1-1在什么温度下,下列一对温标给出相同的读数：（1）华氏温标和摄氏温标；（2）华氏温标和热力学温标；（3）摄氏温标和热力学温标？解：（1）当时，即可由，解得故在时（2）又当时则即解得：故在时，（3）若则有显而易见此方程无解，因此不存在的情况。
1-2 定容气体温度计的测温泡浸在水的三相点槽内时，其中气体的压强为50mmHg。
（1）用温度计测量300K的温度时，气体的压强是多少？（2）当气体的压强为68mmHg时，待测温度是多少？解：对于定容气体温度计可知：(1)(2)1-3 用定容气体温度计测得冰点的理想气体温度为，试求温度计内的气体在冰点时的压强与水的三相点时压强之比的极限值。
解：根据已知冰点。
1-4用定容气体温度计测量某种物质的沸点。
原来测温泡在水的三相点时，其中气体的压强；当测温泡浸入待测物质中时，测得的压强值为,当从测温泡中抽出一些气体,使减为200mmHg时,重新测得,当再抽出一些气体使减为100mmHg时,测得.试确定待测沸点的理想气体温度.解：根据从理想气体温标的定义：依以上两次所测数据,作T-P图看趋势得出时,T约为亦即沸点为.题1-4图1-5铂电阻温度计的测量泡浸在水的三相点槽内时，铂电阻的阻值为欧姆。
当温度计的测温泡与待测物体接触时，铂电阻的阻值为欧姆。
试求待测物体的温度，假设温度与铂电阻的阻值成正比，并规定水的三相点为。
解：依题给条件可得则故1-6在历史上，对摄氏温标是这样规定的：假设测温属性X随温度t做线性变化，即，并规定冰点为，汽化点为。
设和分别表示在冰点和汽化点时X的值，试求上式中的常数a和b。
解：由题给条件可知由（2）-（1）得将（3）代入（1）式得1-7水银温度计浸在冰水中时，水银柱的长度为4.0cm；温度计浸在沸水中时，水银柱的长度为24.0cm。
（1）在室温时，水银柱的长度为多少？（2）温度计浸在某种沸腾的化学溶液中时，水银柱的长度为25.4cm，试求溶液的温度。
哈工大传热学答案——第5章
2 0.323u
Re x
0.323 1.045 100 2 1.538 10
5
8.61kg m s 2
hx 0.332
x
2 13 Re1 0.332 x Pr
0.0293 1.538 10 5 0.695 112.6W m 2 K 0.03
Re x 2 0.02 1.006 10 6 =39761.43 （为尽流）
（2）x=20cm=0.2m
4.64
vx 1.006 10 6 0.02 4.64 1.47 10 3 u 2
m
5 m u x d y 998.2 2 1.834 0 8
5-6、已知：如图，高速飞行部件中广泛采用的钝体是一个轴对称的物体。 求：画出钝体表面上沿 x 方向的局部表面传热系数的大致图像，并分析滞止点 s 附近边 界层流动的状态。 （层流或湍流） 。 解：在外掠钝体的对流换热中，滞止点处的换热强度是很高的。该处的流动几乎总处层 流状态，对流换热的强烈程度随离开滞止点距离的增加而下降。 5-7．温度为 80℃的平板置于来流温度为 20℃的气流中．假设平板表面中某点在垂直于 壁面方向的温度梯度为 40
Pr 1 ， Pr 1 ， Pr 1 ，试就外标等温平
板的层流流动， 画出三种流体边界层中速度分布和温度分布的大致图象 （要能显示出 的相对大小） 。 解：如下图：
与 x
5-3、已知：如图，流体在两平行平板间作层流充分发展对流换热。 求：画出下列三种情形下充分发展区域截面上的流体温度分布曲线： （ 1） （2）
kg / m 2
5-10、已知：如图，两无限大平板之间的流体，由于上板运动而引起的层流粘性流动称 为库埃流。不计流体中由于粘性而引起的机械能向热能的转换。 求：流体的速度与温度分布。
(完整版)传热学期终考试题答案A卷详解
哈尔滨工程大学本科生考试试卷（2012年秋季学期）课程编号：03050020课程名称：传热学（期终 A一、（10分）如图1所示的墙壁，其导热系数为 50W /（m K ），厚度为100mm , 所处外界温度20C,测得两侧外壁面温度均为100C,外壁面与空气的表面传热 系数为h 为125W/（m 2 K ）,壁内单位体积内热源生成热为 & ,假设墙壁内进行 的是一维稳态导热，求 &及墙壁厚度方向温度分布t （x ） ?d 2t2&0 (1)(2 分)dx边界条件为：x 0,dl 0；x 50mm,plxdxh(t w t f ) (2)(1 分)由（1）式积分得：一dx&—x C ] (3)由x 0处边界条件得G 0 （1分）对（3）式积分得：t& 2x C (4) 2(1 分)由x =50mm 时， 吏~dx 二 h(t w x 50t f ) （1分）导热微分方程为:可得：(&= h(t w t f )/x=125 (100 20)/0.05 =2 105(W/m 3) (1 分)图1解：由于对称性只研究墙壁厚度的一半即可,则得： 5C 2100 ” 2 X0.052=105 C（1分）,则壁厚方向温度分布：t （x ） 105 2000x 2 （1分）二、（10分）为20E 的空气，以10m/s 的速度纵向流过一块长200mm ,温度60C 的平板。
求离平板前沿50mm,100mm 处的流动边界层和热边界层厚度。
并求得 平板与流体之间的换热量。
（平板宽为1m ）表1空气的热物理性质t/C 106 /m 2/s/ W/（m • Pr 30 16.00 0.0267 0.701 40 16.96 0.0276 0.699 50 17.950.02830.698准则关联式：Nu 0.664Re 12Pr 13 层流；Nu （0.037 Re 45 871）Pr 13 湍流50mm 处100mm 处由（4）式，x =50mm 时，t wx 2 c 2 =100 C , （1 分）2边界层厚度:流动边界层与热边界层之比:-Pr 13t解：定性温度t f（20 60）/2 40 °C（1分） Re誇和“8105层流（1分）1.46 10 3m1Pr 310.6993（2分）1.29 10 3mtPr 3 0.69931.82 10 3mNu 1/21/30.664Re Pr5 0.664 1.18 101/2 1/30.699202.4（2分）0.02762h Nu202.4 27.9W/ mK（1l 0.2hA t w t f 27.9 0.2 1 （60 20） 223.5W（1分）水以 2m/s 的流速流过长为 8m 的直管， 入口温度为 20C, 出口温、（10 分） 度为40C ，管内径d = 20mm ,求对流换热系数和平均管壁温度 表2水的热物理性质55 . 16.96 10 60.05〔02.06 5 （2分） 1o10 3m5二 11696 10 6 0110t/C106/m 2/s / W/(m K) Pr /kg/m 3 C p / kJ/(kg K) •20 1.006 0.599 7.02 998.2 4.183 30 丁0.805 0.618 P 5.42 995.7 4.174 40 0.659 0.635 4.31 992.2 4.174 50 0.556 0.6483.54988.14.174 解：定性温度 t f (20 40)/2 30 (1分)t w t f t 30 13 43 C ,四、（10分）如图2所示，半球表面是绝热的，底面一直径 d=0.3m 的圆盘被分 为1、2两部分。
传热学_哈尔滨工程大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
传热学_哈尔滨工程大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.同温度下黑体的辐射力小于灰体的辐射力。
答案:错误2.黑体是在相同温度下辐射能力最强的物体。
答案:正确3.热辐射是依靠电磁波传递能量的，它不可以在真空进行。
答案:错误4.当采用加肋片方法强化传热时，肋片应该加在传热系数较大的一侧会最有效。
答案:错误5.如果在水冷壁的管内结了一层水垢，其他条件不变，管壁温度与无水垢时相比将提高。
答案:正确6.下列材料中常温下导热系数最大的是（）。
答案:7.在定温边界条件下，稳态、无内热源、导热系数为【图片】、内外径分别为【图片】和d【图片】、长度为l的单层圆筒壁的导热热阻为( )。
答案:8.对于内外表面维持均匀恒定温度的空心球壁导热（导热系数为【图片】、内外半径分别为【图片】和【图片】）的热阻（）。
答案:9.按照导热机理，水导热系数最小的状态是（）。
答案:10.对流换热系数为100W/(m【图片】·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（）。
答案:11.用于表示强制对流换热时流态的准则称为（）准则。
答案:Re (雷诺)12.角系数是纯几何因素，与物体的黑度（）。
答案:无关13.格拉晓夫准则 Gr 越大，则表征（）。
答案:14.液体沸腾时，汽泡内的压力大于汽泡外液体的压力，主要由于下列哪个因素造成的（）。
答案:15.工程中较为常用的沸腾工况是指（）。
答案:16.同一温度下黑体的辐射能力最强、吸收能力最弱。
答案:17.由表面1和表面2组成的封闭系统中：【图片】（）【图片】。
答案:18.试判断( )传热过程的传热系数最小答案:19.若已知对流传热系数为78W/(m【图片】·K)，则其单位面积对流传热热阻为()。
答案:20.深秋季节，空气温度高于0℃，树叶却会结霜，这主要是由于树叶通过( )散失了热量。
答案:21.关于非稳态导热下列说法正确的是（）。
答案:22.下述（）可以提高对流传热系数。
传热学看作业题解答答案
第一章作业1-1对于附图所示的两种水平夹层，试分析冷、热表面间热量交换的方式有何不同？如果要通过实验来测定夹层中流体的导热系数，应采用哪一种布置？ 解：（a ）中热量交换的方式主要有热传导和热辐射。
（b ）热量交换的方式主要有热传导，自然对流和热辐射。
所以如果要通过实验来测定夹层中流体的导热系数，应采用（a ）布置。
1-7一炉子的炉墙厚13cm ，总面积为20m 2，平均导热系数为1.04w/m ·k ，内外壁温分别是520℃及50℃。
试计算通过炉墙的热损失。
如果所燃用的煤的发热量是2.09×104kJ/kg ，问每天因热损失要用掉多少千克煤？ 解：根据傅利叶公式kw t A Q 2.7513.0)50520(2004.1=−××=∆=δλ 每天用煤d kg /9.3101009.22.753600244=×××1-9在一次测定空气横向流过单根圆管的对流换热实验中，得到下列数据：管壁平均温度t w =69℃，空气温度t f =20℃，管子外径d=14mm ，加热段长80mm ，输入加热段的功率8.5w ，如果全部热量通过对流换热传给空气，试问此时的对流换热表面传热系数多大？ 解：根据牛顿冷却公式c m w t A Q°•=−×××=∆=2/3.49)2069(08.0014.014.35.8α1-14宇宙空间可近似的看作0K 的真空空间。
一航天器在太空中飞行，其外表面平均温度为250K ，表面发射率为0.7，试计算航天器单位表面上的换热量？ 解：航天器单位表面上的换热量2484241/155)250(1067.57.0)(m w T T Q =×××=−=−εσ1-27附图所示的空腔由两个平行黑体表面组成，孔腔内抽成真空，且空腔的厚度远小于其高度与宽度。
其余已知条件如图。
《传热学》期末考试试题与答案
《传热学》期末考试试题与答案哈尔滨⼯业⼤学2008-2009学年春季学期期末考试试题与答案⼀、解释概念【5-1】名词解释：流动边界层解：固体壁⾯附近流体，由于粘性导致速度急剧变化的薄层称为流动边界层（速度边界层）。
【6-1】名词解释：定性温度解：⽤以确定特征数中流体物性的温度称为定性温度。
【8-1】名词解释：辐射⼒解：辐射⼒是指单位时间、单位⾯积的辐射表⾯向半球空间所有⽅向所发射的全部波长的总能量，其单位为W/m 2。
【8-1】名词解释：灰体解：光谱吸收⽐与波长⽆关的物体称为灰体。
⼆、分析论述与回答问题【2-1】写出傅⾥叶导热定律表达式，并说明式中各量和符号的物理意义。
解：tq gradt n nλλ=-=-。
其中q 是热流密度⽮量；λ是导热系数，它表⽰物质导热体本领的⼤⼩；gradt 是空间某点的温度梯度；n 是通过该点的等温线上的法向单位⽮量，指向温度升⾼的⽅向，“﹣”号表⽰热量沿温度降低的⽅向传递。
【6-1】写出努谢尔数Nu 与毕渥数Bi 表达式并⽐较异同。
解：从形式上看，Nu 数hl Nu λ??=与Bi 数hl Bi λ?=完全相同，但⼆者的物理意义却不同。
Nu 数中的λ为流体的导热系数，⽽⼀般h 未知，因⽽Nu 数⼀般是待定准则。
Nu数的物理意义表⽰壁⾯附近流体的⽆量纲温度梯度，它表⽰流体对流换的强弱。
⽽Bi 数中的λ为导热物体的导热系数，且⼀般情况下h 已知，Bi 数⼀般是已定准则。
Bi 数的物理意义是导热体内部导热热阻()/l λ与外部对流热阻()/l h 的相对⼤⼩。
【8-1】 “善于发射的物体必善于吸收”，即物体辐射⼒越⼤，其吸收⽐也越⼤。
你认为对吗？为什么？解：基尔霍夫定律对实际物体成⽴必须满⾜两个条件：物体与辐射源处于热平衡，辐射源为⿊体。
也即物体辐射⼒越⼤，其对同样温度的⿊体辐射吸收⽐也越⼤，善于发射的物体，必善于吸收同温度下的⿊体辐射。
所以上述说法不正确。
【2-1】厚度等于δ的常物性⽆限⼤平板，初始温度均匀为0t ，过程开始后，左侧有⼀定热流密度w q 的热源加热，右侧与低温流体f t 相接触()0f t t >，表⾯传热系数h 等于常数，所有物性参数已知，写出该导热问题的数学描写（述）。
传热学作业参考答案
第九章4．一工厂中采用0.1MPa 的饱和水蒸气在—金属竖直薄壁上凝结，对置于壁面另一侧的物体进行加热处理。
已知竖壁与蒸汽接触的表面的平均壁温为70 ℃，壁高1.2m ，宽300 mm 。
在此条件下，一被加热物体的平均温度可以在半小时内升高30℃，试确定这一物体的平均热容量(不考虑散热损失)。
解:本题应注意热平衡过程，水蒸气的凝结放热量应等于被加热物体的吸热量。
P=0.1Mpa=105Pa,t s =100℃,r=2257.1kJ/kg, t m =21( t s + t w )= 21(100+70) ℃=85℃。
查教材附录5，水的物性为：ρ=958.4kg/m 3;λ=0.683 W ／(m 2·℃);µ=282.5×10-6N·s/m 2假设流态为层流：4132)(13.1⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=w s t t l r g h μλρ416332)70100(2.1105.282102257683.081.94.95813.1⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=- W ／(m 2·℃) =5677 W ／(m 2·℃)36102257105.2822.13056774)(4Re ⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-=-r t t hl w s c μ=1282<1800流态为层流，假设层流正确Φ=ωl t t h w s )(-=5677×（100−70）×1.2×0.3W=61312W凝结换热量=物体吸热量Φ∆τ=mc p ∆t61068.330603061312⨯=⨯⨯=∆Φ∆=t mc p τJ/℃ 16．当液体在一定压力下做大容器饱和沸腾时，欲使表面传热系数增加10倍，沸腾温差应增加几倍?如果同一液体在圆管内充分发展段做单相湍流换热，为使表面传热系数增加10倍，流速应增加多少倍?维持流体流动所消耗的功将增加多少倍?设物性为常数。
传热学习题(含参考答案)
传热学习题（含参考答案）一、单选题（共50题，每题1分，共50分）l、某厂巳用一换热器使得烟道气能加热水产生饱和蒸汽。
为强化传热过程，可采取的措施中（）是最有效，最实用的A、提高水的流速B、在水侧加翅片C、换一台传热面积更大的设备D、提高烟道气流速正确答案：D2、分子筛对不同分子的吸附能力，下列说法正确的是（）A、分子越大越容易吸附B、分子极性越弱越容易吸附C、分子越小越容易吸附D、分子不饱和度越高越容易吸附正确答案：D3、生物化工的优点有（）。
A、选择性强，三废少B、前三项都是C、能耗低，效率高D、反应条件温和正确答案：B4、有一种30°c流体需加热到80°C'下列三种热流体的热量都能满足要求，应选（）有利于节能A、150°C的热流体B、200°c的蒸汽C、300°C的蒸汽D、400°C的蒸汽正确答案：A5、下列物质不是三大合成材料的是（）。
A、塑料B、尼龙C、橡胶D、纤维正确答案：B6、若固体壁为金属材料，当壁厚很薄时，器壁两侧流体的对流传热膜系数相差悬殊，则要求提高传热系数以加快传热速率时，必须设法提高（）的膜系数才能见效A、无法判断B、两侧C、最大D、最小正确答案：D7、下列阀门中，（）不是自动作用阀。
A、闸阀B、止回阀C、疏水阀D、安全阀正确答案：A8、对于反应级数n大于零的反应，为了降低反应器体积，选用（）A、全混流反应器接平推流反应器B、全混流反应器C、循环操作的平推流反应器D、平推流反应器正确答案：D9、当提高反应温度时，聚合备压力会（）。
A、不变B、增加至10k g/cm2C、降低D、提高正确答案：D10、安全阀应铅直地安装在（）A、容器与管道之间B、气相界面位置上C、管道接头前D、容器的高压进口管道上正确答案：B11、环氧乙烧水合生产乙二醇常用下列哪种形式的反应器（）A、管式C、固定床D、鼓泡塔正确答案：A12、为了减少室外设备的热损失，保温层外所包的一层金属皮应该是（）A、表面光滑，颜色较浅B、上述三种情况效果都一样C、表面粗糙，颜色较浅D、表面粗糙，颜色较深正确答案：A13、离心泵设置的进水阀应该是（）。
哈工大-传热学-试题库-参考答案-机械(09学长高分宝典)
哈尔滨工业大学《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。
哈工大传热学第五版课后习题答案(DOC)
传热学习题解答与中国建筑工业出版社教材——《传热学》配套中原工学院绪论1.冰雹落地后，即慢慢融化，试分析一下，它融化所需的热量是由哪些途径得到的？答：冰雹融化所需热量主要由三种途径得到：a 、地面向冰雹导热所得热量；b 、冰雹与周围的空气对流换热所得到的热量；c 、冰雹周围的物体对冰雹辐射所得的热量。
2.秋天地上草叶在夜间向外界放出热量，温度降低，叶面有露珠生成，请分析这部分热量是通过什么途径放出的？放到哪里去了？到了白天，叶面的露水又会慢慢蒸发掉，试分析蒸发所需的热量又是通过哪些途径获得的？答：通过对流换热，草叶把热量散发到空气中；通过辐射，草叶把热量散发到周围的物体上。
白天，通过辐射，太阳和草叶周围的物体把热量传给露水；通过对流换热，空气把热量传给露水。
3.现在冬季室内供暖可以采用多种方法。
就你所知试分析每一种供暖方法为人们提供热量的主要传热方式是什么？填写在各箭头上。
答：暖气片内的蒸汽或热水对流换热暖气片内壁导热暖气片外壁对流换热和辐射室内空气对流换热和辐射人体；暖气片外壁辐射墙壁辐射人体 电热暖气片：电加热后的油对流换热暖气片内壁导热暖气片外壁对流换热和辐射室内空气对流换热和辐射人体红外电热器：红外电热元件辐射人体；红外电热元件辐射墙壁辐射人体 电热暖机：电加热器对流换热和辐射加热风对流换热和辐射人体冷暖两用空调机（供热时）：加热风对流换热和辐射人体 太阳照射：阳光辐射人体4．自然界和日常生活中存在大量传热现象，如加热、冷却、冷凝、沸腾、升华、凝固、融熔等，试各举一例说明这些现象中热量的传递方式？答：加热：用炭火对锅进行加热——辐射换热冷却：烙铁在水中冷却——对流换热和辐射换热凝固：冬天湖水结冰——对流换热和辐射换热沸腾：水在容器中沸腾——对流换热和辐射换热升华：结冰的衣物变干——对流换热和辐射换热冷凝：制冷剂在冷凝器中冷凝——对流换热和导热融熔：冰在空气中熔化——对流换热和辐射换热5.夏季在维持20℃的室内，穿单衣感到舒服，而冬季在保持同样温度的室内却必须穿绒衣，试从传热的观点分析其原因？冬季挂上窗帘布后顿觉暖和，原因又何在？答：夏季室内温度低，室外温度高，室外物体向室内辐射热量，故在20℃的环境中穿单衣感到舒服；而冬季室外温度低于室内，室内向室外辐射散热，所以需要穿绒衣。
2020智慧树知道网课《传热学(哈尔滨工程大学)》课后章节测试满分答案
第一章测试1【判断题】(1分)热量传递过程的动力是温度差。
A.对B.错2【判断题】(1分)物体各部分之间不发生相对位移时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热能传递称为热辐射。
A.对B.错3【判断题】(1分)热能传递规律是指单位时间内所传递的热量(热能的多少)与物体中相应的温度差之间的关系。
A.对B.错4【判断题】(1分)只要有温差存在，就有热能自发地从高温物体向低温物体传递。
A.对B.错5【判断题】(1分)流体流过一个物体表面时流体与物体表面间的热量传递过程称为对流传热。
A.对B.错6【单选题】(1分)下面材料中()的导热系数最小。
A.铁B.铜C.瓷砖D.硅藻土砖7【单选题】(1分)下列()是物性参数。
A.表面传热系数B.传热系数C.导热系数8【单选题】(1分)关于传热系数k下述说法中的是()。
A.要提高k值，可增加冷、热流体侧的表面传热系数B.传热过程中总传热系数k实际是个平均值C.总传热系数k可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关D.要提高k值，可增大壁面材料的导热系数或减小壁厚9【单选题】(1分)将保温瓶的双层玻璃中间抽成真空其目的是()。
A.减少对流换热B.减少对流与辐射换热C.减少导热与对流换热D.减少导热10【单选题】(1分)常温下，下列物质中()的导热系数较大。
A.黄铜B.纯铜C.碳钢D.不锈钢11【多选题】(1分)表面传热系数的大小取决于()。
A.流体流速B.流体的导热系数C.流体的物性D.换热表面的形状、大小与布置12【多选题】(1分)热传导的特点有()。
A.只发生在固体中B.必须有温差C.不发生宏观的相对位移D.物体直接接触13【多选题】(1分)有关于热对流的说法正确的是()。
A.自然界存在单一的热对流B.可分为自然对流和强制对流C.流体有宏观的运动D.内部存在温差14【多选题】(1分)有关于热辐射的说法正确的是()。
A.只要温度高于0K，就会不停地向周围空间发出热辐射B.辐射能只与温度有关C.不可在真空中传播D.伴随能量形式的转变15【多选题】(1分)复合传热是()的综合过程。
传热学(哈尔滨工程大学)智慧树知到课后章节答案2023年下哈尔滨工程大学
传热学（哈尔滨工程大学）智慧树知到课后章节答案2023年下哈尔滨工程大学第一章测试1.热量传递过程的动力是温度差。
A:对 B:错答案:对2.物体各部分之间不发生相对位移时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热能传递称为热辐射。
A:错 B:对答案:错3.热能传递规律是指单位时间内所传递的热量(热能的多少)与物体中相应的温度差之间的关系。
A:错 B:对答案:对4.只要有温差存在，就有热能自发地从高温物体向低温物体传递。
A:对 B:错答案:对5.流体流过一个物体表面时流体与物体表面间的热量传递过程称为对流传热。
A:对 B:错答案:对6.下面材料中( )的导热系数最小。
A:瓷砖 B:铜 C:硅藻土砖 D:铁答案:硅藻土砖7.下列( )是物性参数。
A:传热系数 B:表面传热系数 C:导热系数答案:导热系数8.关于传热系数 k下述说法中错误的是( )。
A:传热过程中总传热系数k实际是个平均值 B:总传热系数k可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关 C:要提高k值，可增加冷、热流体侧的表面传热系数 D:要提高k值，可增大壁面材料的导热系数或减小壁厚答案:总传热系数k可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关9.将保温瓶的双层玻璃中间抽成真空其目的是( )。
A:减少对流换热 B:减少导热与对流换热 C:减少对流与辐射换热 D:减少导热答案:减少导热与对流换热10.常温下，下列物质中( )的导热系数较大。
A:碳钢 B:黄铜 C:不锈钢 D:纯铜答案:纯铜11.表面传热系数的大小取决于( )。
A:流体的导热系数 B:流体的物性 C:流体流速 D:换热表面的形状、大小与布置答案:流体的导热系数;流体的物性;流体流速;换热表面的形状、大小与布置12.热传导的特点有( )。
A:必须有温差 B:只发生在固体中 C:物体直接接触 D:不发生宏观的相对位移答案:必须有温差;物体直接接触;不发生宏观的相对位移13.有关于热对流的说法正确的是( )。
传热学课后作业答案
1-10 一炉子的炉墙厚13cm ，总面积为202m ，平均导热系数为1.04w/m.k ，内外壁温分别是520℃及50℃。
试计算通过炉墙的热损失。
如果所燃用的煤的发热量是2.09×104kJ/kg ，问每天因热损失要用掉多少千克煤？ 解：根据傅利叶公式KW t A Q 2.7513.0)50520(2004.1=-⨯⨯=∆=δλ每天用煤d Kg /9.3101009.22.753600244=⨯⨯⨯1-12 在一次测定空气横向流过单根圆管的对流换热实验中，得到以下数据：管壁平均温度t w =69℃，空气温度t f =20℃，管子外径 d=14mm ，加热段长 80mm ，输入加热段的功率8.5w ，如果全部热量通过对流换热传给空气，试问此时的对流换热外表传热系数多大？ 解：根据牛顿冷却公式()f w t t rlh q -=π2所以()f w t t d qh -=π＝49.33W/(m 2.k) 1-18 宇宙空间可近似地看成为0K 的真空空间。
一航天器在太空中飞行，其外外表平均温度为250℃，外表发射率为0.7，试计算航天器单位外表上的换热量。
解：4T q εσ==0.7155250)./(1067.54428=⨯⨯⨯-K m W W/2m1-30 设图1-4所示壁面两侧分别维持在20℃及0℃，且高温侧受到流体的加热，)./(200,100,08.02101K m W h C t m f ===δ,过程是稳态的，试确定壁面材料的导热系数。
解：()()21111w w w f t t t t h q -=-=δλ()21111w w w f t t t t h --=∴δλ＝64)./(K m W1-32 一玻璃窗，尺寸为60cm cm 30⨯，厚为4mm 。
冬天，室内及室外温度分别为20℃及-20℃，内外表的自然对流换热外表系数为W ，外外表强制对流换热外表系数为50)./(K m W 。
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25℃的气流横向掠过该肋片，肋端及两侧的表面传热系数均
为 100 W /(m2 .K ) 。试将该肋片等分成两段（见附图），并
用有限差分法显式格式计算从开始加热时刻起相邻 4 个时刻 上的温度分布（以稳定性条件所允许的时间间隔计算依据）。
0.0227t
f
0.0551
0.5t2k
tk4
对于相邻四个时层的计算结果如下表所示： 4.4485s
时间 点
0
△
2△
3△
4△
1
200
200
200
200
200
，
0.5t3k
1
3a x2
0.0551t f
0.0551t f
2
25
76.91
102.86
25
128.81
128.81
137.95
143.04
因而对节点 2 出现了在 及 2 时刻温度相等这一情况。如取 为上值之半，则
a x2
0.1483
，
2 0.1483t1 0.1483t3k
0.1483t2k
0.9773t
k 3
4h
cd
0.1483 2t4k
t2
2
a x2
t4
4h cd
t
f
1
3a x2
4h cd
传热学 哈尔滨工程大学
7．对于一个顺流式换热器， 理论上冷、热流体的出口温 度是否能达到同一温度，为 什么？在工程实际应用中能 否实现？（同流速流动，管外分别采 用空气和水进行冷却。经过 一段时间后，两管内产生相 同厚度的水垢。试问水垢的 产生对采用空冷还是水冷的 管道的传热系数影响较大？ 为什么？（5 分） 7． 对壳管式换热器来说， 两 种流体在下列情况下，何种 适合布置于管内流动，何种 适合布置于管外（壳侧）流 动， 并请简单说明理由？ （1）
3
1758J/ （ kg· K） 。试确定将质量流量为 3600kg/h 的苯蒸汽凝结并过冷到 40℃所需 的面积，并画出此时冷、热流体沿流动方 向的温度曲线。 （水的定压比容为 4183 J/ （kg· K） ） 。
1.在国外的旅馆用暖气供暖 的房间里，吊扇在冬季仍会 以很低的转速转动，试从传 热学的角度解释这种现象。 （5 分）
5． 为强化一台冷油器的传热， 有人用提高冷却水流速的方 法，但发现效果并不显著， 请分析其原因。 （5 分）
6． 夏天， 有两个完全相同的 贮存液态氮的容器放置在一 起，一个表面上结霜，另一 个没有。请问哪一个容器的 隔热性能更好？为什么？ （5 分）
清洁与不清洁的； （2）腐蚀 性大与小的； （3）温度高与 低的； （4）压力大与小的； （5）流量大与小的； （6）粘 度大与小的。 （6 分）
六、 （10 分）用进口温度为 12℃、质量流量为
18 103
kg/h 的水冷却从分馏器中得到的 80℃
的饱和苯蒸汽。使用顺流式换热器，冷凝 段和过冷段的传热系数均为 980W/(m2· K)。 已知苯的汽化潜热为 395 10 J/kg ，比热容为
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一维非稳态导热计算4-15、一直径为1cm,长4cm 的钢制圆柱形肋片，初始温度为25℃，其后，肋基温度突然升高到200℃，同时温度为25℃的气流横向掠过该肋片，肋端及两侧的表面传热系数均为100。
试将该肋片等分成两段（见附图），并用有限差分法显式格式计算从开始加热时刻起相邻4个时刻上的温度分布（以稳定性条件所允许的时间间隔计算依据）。
已知＝43W/(m.K)，。
（提示：节点4的离散方程可按端面的对流散热与从节点3到节点4的导热相平衡这一条件列出）。
解：三个节点的离散方程为：节点2：节点3：节点4：。
以上三式可化简为：稳定性要求，即。
，代入得：，如取此值为计算步长，则：，。
于是以上三式化成为：)./(2K m W λs m a /10333.125-⨯=()()12223212222/2444k k k k k k kf t t t t t t d d d d x h t t c x x x πππλλπρτ+⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫---++∆-=⋅∆ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪∆∆∆⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭()()12224323333/2444k k k k k k k f t t t t t t d d d d x h t t c x x x πππλλπρτ+⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫---++∆-=⋅∆ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪∆∆∆⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭()22344/244k k k ft t d d h t t x ππλ⎛⎫⎛⎫-=- ⎪ ⎪∆⎝⎭⎝⎭1213222243421k k f a a h a h t t t t t x x cd x cd τττττρρ+⎛⎫⎛⎫∆∆∆∆∆⎛⎫⎛⎫=+++-- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪∆∆∆⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭1324322243421k k f a a h a h t t t t t x x cd x cd τττττρρ+⎛⎫⎛⎫∆∆∆∆∆⎛⎫⎛⎫=+++-- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪∆∆∆⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭()4322k k f xh t t xht λλ+∆=+∆23410a h x cd ττρ∆∆--≥∆2341/a h x cd τρ⎛⎫∆≤+ ⎪∆⎝⎭554332.258101.33310c a λρ-===⨯⨯5253 1.33310410011/8.898770.020.0132.258100.0999750.0124s τ-⎛⎫⨯⨯⨯∆≤+== ⎪⨯⨯+⎝⎭5221.333108.898770.29660.02a x τ-∆⨯⨯==∆5441008.898770.110332.258100.01h cd τρ∆⨯⨯==⨯⨯113220.29660.29660.1103k k f t t t t +⨯++=12430.29660.296620.1103k k k f t t t t ++⨯+=340.97730.0227kk f t t t+=在上述计算中，由于之值正好使，因而对节点2出现了在及2时刻温度相等这一情况。
如取为上值之半，则，，，于是有：4-16、一厚为2.54cm 的钢板，初始温度为650℃，后置于水中淬火，其表面温度突然下降为93.5℃并保持不变。
试用数值方法计算中心温度下降到450℃所需的时间。
已知。
建议将平板8等分，取9个节点，并把数值计算的结果与按海斯勒计算的结果作比较。
解：数值求解结果示于下图中。
随着时间步长的缩小，计算结果逐渐趋向于一个恒定值，当=0.00001s 时，得所需时间为3.92s 。
如图所示，横轴表示时间步长从1秒，0.1秒，0.01秒，0.001秒，0.0001秒，0.00001秒的变化；纵轴表示所需的冷却时间（用对数坐标表示）。
()8.89877s τ∆=τ∆210x cd ρ--=∆τ∆τ∆τ∆20.1483a x τ∆=∆40.0551h cd τρ∆=23410.5a h x cd ττρ∆∆--=∆1132220.14830.14830.50.0551k k k f t t t t t +⨯+++=124330.14830.148320.50.0551kkkk f t t t t t ++⨯++=340.97730.0227kk f t t t+=()4.4485s τ∆=s m a /1016.125-⨯=τ∆4-17、一火箭燃烧器，壳体内径为400mm,厚10mm,壳体内壁上涂了一层厚为2mm 的包裹层。
火箭发动时，推进剂燃烧生成的温度为3000℃的烟气，经燃烧器端部的喷管喷住大气。
大气温度为30℃。
设包裹层内壁与燃气间的表面传热系数为2500 W/(m.K)，外壳表面与大气间的表面传热系数为350，外壳材料的最高允许温度为1500℃。
试用数值法确定：为使外壳免受损坏，燃烧过程应在多长时间内完成。
包裹材料的＝0.3 W/(m.K)，a=。
解：采用数值方法解得。
4-18、锅炉汽包从冷态开始启动时，汽包壁温随时间变化。
为控制热应力，需要计算汽包内壁的温度场。
试用数值方法计算：当汽包内的饱和水温度上升的速率为1℃/min,3℃/min 时，启动后10min,20min,及30min 时汽包内壁截面中的温度分布及截面中的最大温差。
启动前，汽包处于100℃的均匀温度。
汽包可视为一无限长的圆柱体，外表面绝热，内表面与水之间的对流换热十分强烈。
汽包的内径外半径热扩散率。
解：数值方法解得部分结果如下表所示。
汽包壁中的最大温差，K启动后时间，min 温升速率，K/min1 310 7.136 21.41 20 9.463 28.39 30 10.19 30.574-19、有一砖墙厚为，＝0.85W/(m.K)，室内温度为℃，h=6。
起初该墙处于稳定状态，且内表面温度为15℃。
后寒潮入侵，室外温度下降为℃，外墙表面传热系数。
如果认为内墙温度下降0.1℃是可感到外界温度起变化的一个定量判据，问寒潮入侵后多少时间内墙才感知到？解：采用数值解法得t=7900s 。
4-20、一冷柜，起初处于均匀的温度（20℃）。
后开启压缩机，冷冻室及冷柜门的内表面温度以均匀速度18℃/h 下降。
柜门尺寸为。
保温材料厚8cm ，＝0.02W/(m.K)。
冰箱外表面包裹层很薄，热阻可忽略而不计。
柜门外受空气自然对流及与环境之间辐射的加热。
自然对流可按下式计算：其中H 为门高。
表面发射率。
通过柜门的导热可看作为一维问题处理。
试计算压缩机起动后2h 内的冷量损失。
解：取保温材料的，用数值计算方法得冷量损失为。
4-21、一砖砌墙壁，厚度为240mm ，＝0.81W/(m.K),。
设冬天室外温度为24h 内变化如下表所示。
室内空气温度℃且保持不变；外墙表面传热系数为10，内墙为6。
试用数值方法确定一天之内外墙，内墙及墙壁中心处温度随时间的变化。
取。
设上述温度工况以24h 为周期进行变化。
)./(2K m W λs m /10227-⨯420s τ=,9.01m R =,01.12m R =s m a /1098.926-⨯=m 3.0=δλ)./(1005.136K m J c ⨯=ρ201=t )./(2K m W 102-=f t 352=h )./(2K m W m m 2.12.1⨯λ()4/1/55.1H t h ∆=)./(2K m W 8.0=ε()43110/c J m K ρ=⨯⋅45.9710J ⨯λ()K kg J c m kg ./88.0,/18003==ρ15=i t )./(2K m W )./(2K m W h 1=∆τ时刻/h 0：00 1：00 2：00 3：00 4：00 5：00 6：00 7：00 8：00 9：00 10：00 11：00温度/-5.9 -6.2 -6.6 -6.7 -6.8 -6.9 -7.2 -7.7 -7.6 -7.0 -4.9 -2.3时刻/h 12：00 13：00 14：00 15：00 16：00 17：00 18：00 19：00 20：00 21：00 22：00 23：00温度/-1.0 2.4 1.8 1.8 1.6 0.5 -1.6 -2.8 -3.5 -4.3 -4.8 -5.3解：采用数值解法得出的结果如下表所示。
时刻/h12345678环境温度/-5.9 -6.2 -6.6 -6.7 -6.8 -6.9 -7.2 -7.7 -7.6外墙温度/-1.70 -2.19 -2.44 -2.76 -2.85 -2.93 -3.01 -3.26 -3.67墙壁中心温度/ 3.65 3.32 3.15 2.92 2.87 2.81 2.75 2.59 2.31内墙温度/8.99 8.82 8.73 8.61 8.58 8.55 8.52 8.43 8.28C 0C 0C 0C 0C 0C时刻/h 9 10 11 12 13 14 15 16 17环境温度/-7 -4.9 -2.3 -1 2.4 1.8 1.8 1.6 0.5外墙温度/-3.58 -3.07 -1.34 0.78 1.87 4.63 4.15 4.14 3.97墙壁中心温度/2.36 2.703.87 5.32 6.05 7.95 7.62 7.62 7.51内墙温度/8.31 8.49 9.11 9.87 10.26 11.26 11.10 11.10 11.10时刻/h 18 19 20 21 22 23环境温度/-1.6 -2.8 -3.5 -4.3 -4.8 -5.3外墙温度/3.06 1.34 0.36 -0.22 -0.87 -1.29墙壁中心温度/ 6.09 5.73 5.05 4.66 4.21 3.93内墙温度/10.71 10.10 9.73 9.53 9.30 9.14C 0C 0C 0C 0C 0C 0C 0C多维稳态导热问题4-22、如附图所示，一矩形截面的空心电流母线的内外表面分别与温度为的流体发生对流换热，表面传热系数分别为，且各自沿周界是均匀的，电流通过壁内产生均匀热源。
今欲对母线中温度分布进行数值计算，试： （1）划出计算区域（2）对该区域内的温度分布列出微分方程式及边界条件；（3）对于图中内角顶外角顶及任一内部节点列出离散方程式（），设母线的导热系数为常数。
4-23、一个长方形截面的冷空气通道的尺寸如附图所示。
假设在垂直于纸面的方向上冷空气及通道墙壁的温度变化很小，可以忽略。
试用数值方法计算下列两种情况下通道壁面的温度分布及每米长度上通过壁面的冷量损失： （1） 内外壁分别维持在10℃及30℃ （2）内外壁与流体发生对流换热，且有℃，，℃，。
解：此题应采用计算机求解。
如有墙角导热的热点模拟实验设备，则计算参数（如h ，及网格等）可以取得与实验设备的参数相一致，以把计算结果与实测值作比较。