传热学第一章习题
传热学 第一章 思考题和习题
思 考 题1-1 试列举生活中热传导、对流传热和辐射传热的事例。
1-2 冬天，上午晒被子，晚上睡觉为什么还会感到暖和？1-3 通过实验测定夹层中流体的导热率时，应采用图1-6中哪一种装置？为什么？1-4 在思考题1-3中，流体为空气时导热率可用式（1-1）计算，式中t ∆为热、冷面的温度差，δ为空气夹层的厚度，Φ为通过空气夹层的热流量，A 为空气夹层的导热面积。
实践证明，t ∆不能太大，否则测得的热导率比真实的热导率大。
试分析其原因。
1-5 从传热的角度出发、采暖散热器的冷风机应放在什么高度最合适？1-6 从表1-1对流传热系数的大致范围，你可以得出哪些规律性的结论？1-7 多层热绝缘由铝箔和玻璃纤维纸、玻璃布、尼龙网等依次包扎而成，并且整个系统处在高真空下。
在20～300 K 的温度下它的热导率可低达)K m /(W 10)6.0(0.14⋅×−～,试分析其原因。
1-8 在深秋晴朗无风的夜晚，草地会披上一身白霜，可是气象台的天气报告却说清晨最低温度为2℃。
试解释这种现象。
但在阴天或有风的夜晚（其他条件不变），草地却不会披上白霜，为什么？1-9 在一有空调的房间内，夏天和冬天的室温均控制在20℃，但冬天得穿毛线衣，而夏天只需穿衬衫。
这是为什么？（提示：参考图1-8，先画出夏天和冬天墙壁传热的温度分布曲线，再解释这种现象。
） 1-10 饱和水蒸气管道外包保温材料，试分析三种传热方式怎样组成由水蒸气经管道壁和保温层到空气的传热过程，并画出热阻串并联图。
1-11 在思考题1-10中，管道外壁的温度近似等于饱和水蒸气的温度。
试用热阻分析解释这一现象。
1-12 某双层壁中的稳态温度分布如图1-7所示，问哪一层材料的热导率大？哪一层材料的导热热阻大？ 1-13 某传热过程的温度分布曲线如图1-8所示，试分别画出其在下列情况下的温度分布曲线：（1）0 / →λδ；（2）∞→ h 1；（3）∞→ h 2；（4）；∞→ h 1，∞→ h 2。
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。
传热学第七版课后答案
传热学第七版课后答案第一章：传热的基本概念1. 描述传热的三种方式。
传热可以通过三种方式进行：热传导、对流和辐射。
•热传导是指热量沿物质的内部传播，通常发生在固体和液体中。
它主要由分子之间的相互作用引起，通过分子的碰撞和传递热量。
•对流是指通过流体的传输热量，可以是自然对流或强迫对流。
自然对流是指由密度的差异引起的流动，而强迫对流是通过施加外部力或压力梯度引起的。
•辐射是指以电磁波的形式传播热量。
它可以在真空中传播，例如太阳辐射的热量可以在地球上传播。
2. 什么是传热的单位？传热的单位是热功率（Q）除以温度差（ΔT）。
常用的单位有瓦特/（平方米·开尔文）（W/（m2·K））或卡/（秒·平方米·摄氏度）（cal/（s·cm2·°C））。
3. 热传导的主要影响因素有哪些？热传导的主要影响因素包括：•温度差：温度差越大，热传导的速率越快。
•材料导热性能：不同材料的导热性能不同，例如，金属通常具有较高的导热性能，而绝缘材料则相对较低。
•材料厚度：材料的厚度越大，热传导的阻力越大，传热速率越慢。
•材料接触面积：接触面积越大，热传导的速率越快。
4. 什么是对流换热系数？对流换热系数是指单位面积上在单位温度差下通过对流传递的热量。
换热系数取决于流体的性质、流体的流动状态、流体与固体之间的热传导和流体与固体之间的传热面积等因素。
5. 什么是辐射传热？辐射传热是指以电磁波的形式通过真空或介质传播热量，无需传播介质的参与。
辐射传热的速率取决于辐射源的温度、辐射体的表面特性、辐射的波长和介质的吸收能力等因素。
第二章：传热的基本方程1. 热扩散方程是什么？热扩散方程（Heat Diffusion Equation）是用来描述热量在物体内部传导的方程。
它可以写成以下形式：热扩散方程热扩散方程其中，η是物体的热扩散率，ρ是物体的密度，c是物体的比热容，T是温度。
传热学习题_5版_作业
传热学习题_建工5版绪 论0-14 一大平板，高3m ，宽2m ，厚0.2m ，导热系数为45()K m W ⋅, 两侧表面温度分别为C t w ︒=1501及C t w ︒=2852，试求热流密度及热流量。
解：根据付立叶定律热流密度为：i dxdt t grad i q xλλ-=-=21212303752015028545m /W .x x t t dx dt q w w x -=-⨯-=---=-=λλ负号表示传热方向与x 轴的方向相反。
通过整个导热面的热流量为：)W (A q 1822502330375=⨯⨯-==Φ0-15 空气在一根内经50毫米，长2.5米的管子内流动并被加热，已知空气的平均温度为85℃，管壁对空气的对流换热系数()K m /W h ⋅=273，热流密度25110m /W q =, 是确定管壁温度及热流量Φ。
解：热流量)W (....)dl (q qA 72005520501435110=⨯⨯⨯===πΦ根据牛顿冷却公式()qA t t hA )dl (h t hA f w =-===π∆Φ管内壁温度为：C A q t t f w ︒=+=+=15573511085第一章 导热理论基础1-1 按20℃时，铜、碳钢（1.5%C ）、铝和黄铜导热系数的大小，排列它们的顺序；隔热保温材料导热系数的数值最大为多少？列举膨胀珍珠岩散料、矿渣棉和软泡沫塑料导热系数的数值。
解：(1)由附录7可知，在温度为20℃的情况下λ铜=398 ()K m W ⋅，λ碳钢＝36()K m W ⋅， λ铝＝237()K m W ⋅，λ黄铜＝109()K m W ⋅.所以,按导热系数大小排列为:λ铜>λ铝>λ黄铜>λ钢(2) 隔热保温材料定义为：温度在350℃以下时，导热系数不超过0.12 ()K m W ⋅的材料。
(3) 由附录8得，当材料的平均温度为20℃时的导热系数:膨胀珍珠岩散料:λ=0.0424+0.t ()K m W ⋅ λ=0.0424+0.×20=0.04514 ()K m W ⋅; 矿渣棉: λ=0.0674+0.t ()K m W ⋅λ=0.0674+0.×20=0.0717 ()K m W ⋅;聚乙烯泡沫塑料在常温下（附录7）3)K m /(W ..⋅-=03800350λ。
(完整版)传热学试卷和答案
传热学（一）第一部分选择题1. 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2. 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3. 单位面积的导热热阻单位为 ( )A. B. C. D.4. 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5. 对流换热系数为 100 、温度为 20 ℃的空气流经 50 ℃的壁面，其对流换热的热流密度为（）A. B. C. D.6. 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. 粗管和细管的相同B. 粗管内的大C. 细管内的大D. 无法比较7. 在相同的进出口温度条件下，逆流和顺流的平均温差的关系为（）A. 逆流大于顺流B. 顺流大于逆流C. 两者相等D. 无法比较8. 单位时间内离开单位表面积的总辐射能为该表面的（）A. 有效辐射B. 辐射力C. 反射辐射D. 黑度9. （）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10. 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（）A. 大一点好B. 小一点好C. 大、小都一样D. 无法判断第二部分非选择题•填空题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）11. 如果温度场随时间变化，则为。
12. 一般来说，紊流时的对流换热强度要比层流时。
13. 导热微分方程式的主要作用是确定。
14. 当 d 50 时，要考虑入口段对整个管道平均对流换热系数的影响。
15. 一般来说，顺排管束的平均对流换热系数要比叉排时。
16. 膜状凝结时对流换热系数珠状凝结。
17. 普朗克定律揭示了按波长和温度的分布规律。
18. 角系数仅与因素有关。
19. 已知某大平壁的厚度为 15mm ，材料导热系数为 0.15 ，壁面两侧的温度差为 150 ℃，则通过该平壁导热的热流密度为。
传热学第一章习题教材
思考题与典型题精解
[例1-1]人体为恒温体。若房间里气体的温度在夏天 和冬天都保持20摄氏度，那么在冬天与夏天、人在 房间里所穿的衣服能否一样？为什么?
解：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温度高，因此通过墙壁的热量传递 方向是由室外传向室内。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 管冬季室内温度比夏季高，但人体在冬季通过辐射与墙 壁的散热比夏季高很多。人体对冷的感受主要是散热量 高，因此在冬季比在夏季感觉冷。
解：①双层玻璃窗情形，由传热过程计算式:
Φ1
1 1 1 2 3 h1 A 1 A 2 A 3 A h2 A
1.1 1.2 [25 (10)] 1 3 10 3 5 10 3 3 10 3 1 20 1.05 0.026 1.05 15
解：热量的传递过程： 室内→里层玻璃外壁→里层玻璃内壁→夹层空气→外 层玻璃内壁→外层玻璃外壁→室外
夹层空气不流动，只起导热作失的热量比通过玻璃 向外散失的热量小，所以为了更好地保温采用双层玻 璃代替一层厚玻璃。
[例1-4] 有人将一碗热稀饭置于一盆凉水中
[例1-12] 热平面周围的环境度 t f 20 C ，壁面敷设 厚 =30 mm的隔热层。隔热材料的导热系数
对流换热的表面传热系数h。 解：根据题意，如右图，穿过隔热层的热量为导热热 tf tw1 tw 2 t 量，于是： 1 A A
隔热层外表面与环境间的换热为对流换热：
[例1-6]冬天，在相同的室外温度条件下，为 什么有风比无风感到更冷些？ 解：假定人体表面温度相同时，人体的散热在 有风时相当于强制对流换热，而在无风时属自 然对流换热（不考虑热辐射或假定辐射换热量 相同时）。而空气的强制对流换热强度要比自 然对流强烈。因而在有风时从人体带走的热量 更多，所以感到更冷一些。
传热学习题——精选推荐
传热学习题传热学课习题第1章习题4. 面积为l m2、厚度为25mm的聚氨酯泡沫塑料平板，其两表面的温差为5℃，导热系数为0.032W/(m·K)，试计算单位时间通过该平板的热量。
8. 面积为3×4m2的一面墙壁，表面温度维持60℃，环境空气温度维持20℃，空气与壁面的对流换热系数为10W/(m2·K)，试计算这面墙壁的散热量。
9. 一块黑度为0.8的钢板，温度为27℃，试计算单位面积上每小时内钢板所发射的辐射能。
10. 冬季室内空气温度tf1=20℃，室外空气温温度tf2=-25℃。
室内、外空气对墙壁的对流换热系数分别为?1=10 W/(m2·K)和?2= 20 W/(m2·K)，墙壁厚度为?= 360mm，导热系数?=0.5W/(m·K)，其面积F=15m2。
试计算通过墙壁的热量损失。
第2章习题4. 试用傅里叶定律直接积分的方法，求平壁、长圆筒壁及球壁稳态导热下的热流量表达式及各壁内的温度分布。
5. 一铝板将热水和冷水隔开，铝板两侧面的温度分别维持90℃和70℃不变，板厚10mm，并可认为是无限大平壁。
0℃时铝板的导热系数λ=35.5 W/(m·K)，100℃时λ=34.3 W/(m·K)，并假定在此温度范围内导热系数是温度的线性函数。
试计算热流密度，板两侧的温度为50℃和30℃时，热流密度是否有变化？6. 厚度为20mm的平面墙的导热系数为1.3 W/(m·K)。
为使通过该墙的热流密度q不超过1830W/m2，在外侧敷一层导热系数为0.25 W/(m·K)的保温材料。
当复合壁的内、外壁温度分别为1300℃和50℃时，试确定保温层的厚度。
9. 某大平壁厚为25mm，面积为0.1m2，一侧面温度保持38℃，另一侧面保持94℃。
通过材料的热流量为1 kW时，材料中心面的温度为60℃。
试求出材料的导热系数随温度变化的线性函数关系式。
《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。
传热学第一章习题详解
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。
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。
传热学课后习题答案——第一章
【1-2】
解：根据题意可知，这是一个一维稳态传热过程。通过平壁一维稳态导热的热流密度为
由傅里叶公式有，单位时间内热损
每天产生的热损失
燃气炉需要提供的热量
所需费用
【1-4】
解：流动的空气与换热器之间是稳态对流传热。根据牛顿冷却公式
可知，换热面积
【1-7】
解：这是一个多层复合壁导热问题，各部分热阻既有串联，又有并联。简化模型如图所示
（1）由条件可知
传热学智慧树知到答案章节测试2023年青岛理工大学
绪论单元测试1.热量传递过程的推动力是温差。
A:错B:对答案:B第一章测试1.平板的单位面积导热热阻的计算式应为哪一个?（）A:δ/λB:δ/(ka)C:1/(ka)D:1／h答案:A2.导热系数的单位是：（）A:m2.K/WB:W/(m·K)C:W/(m2.K)D:W/m2答案:B3.两条不同温度的等温线绝不会彼此相交。
（）A:对B:错答案:A4.导热系数的单位是W/(m·K)。
（）A:对B:错答案:A5.热流密度q与热流量的关系为（以下式子A为传热面积，λ为导热系数，h为对流传热系数）：（）A:q=λφB:q＝φAC:q＝φ/AD:q＝hφ答案:C6.已知某一导热平壁的两侧壁面温差是30℃，材料的导热系数是22 W/(m·K)，通过的热流密度是300 W/m2，则该平壁的壁厚是多少? ( )A:2.2 mB:220 mC:0.22 mD:22 m答案:A7.在稳态传热过程中，传热温差一定，如果希望系统传热量增大，则不能采用下述哪种手段? ( )A:增大系统热阻B:增大传热系数C:增大传热面积D:增大对流传热系数答案:A8.在传热过程中，系统传热量与下列哪一个参数成反比?A:传热热阻B:流体温差C:传热面积D:传热系数答案:A9.下列哪几种传热过程不需要有物体的宏观运动?( )A:导热B:复合传热C:辐射D:对流答案:AC10.单位时间通过单位面积的热量称为什么?一般用什么符号表示?( )A:热流量，φB:热流密度，φC:热流密度，qD:热流量，q答案:C第二章测试1.导温系数是材料传播温度变化能力大小的指标。
（）A:错B:对答案:B2.工程中很多导热现象，可归结为稳态导热过程，如通过房屋墙壁和长热力管道管壁的导热。
（）A:错B:对答案:B3.傅里叶定律是指在各向同性均质的导热物体中，通过某导热面积的热流密度正比于该导热面法向温度变化率。
（）A:对B:错答案:A4.肋片效率是指肋片实际散热量与肋片最大可能散热量之比。
传热学第一章习题
A
[例1-14] 上例中的蒸汽管道除本身发射出辐射 放热外，（1）还有什么其它散热方式？（2） 已知h＝5.6 W/(m2K) ，厂房的空气温度为27℃ 时，求蒸汽管道自然对流散热的热流密度。 解：（1）还有自然对流散热方式；
（2）自然对流换热按牛顿冷却公式计算
q ht h(tw tf ) 5.6(95 27) 380.8(W m2)
[例1-8] 利用同一冰箱储存相同食物时，试 问结霜的冰箱耗电量大还是未结霜的冰箱耗 电量大？
❖ 解：当其他条件相同时，冰箱的结霜相当于 在冰箱蒸发器和冰箱冷冻室之间增加了一个 附加热阻，因此，要达到相同的制冷室温度， 必然要求蒸发器处于更低的温度。所以，结 霜的冰箱耗电量更大。
[例1-9] 一双层玻璃窗，宽1.1m，高1.2m， 厚3mm，导热系数为1.05 W/(m K) ；中间空 气层厚度为5mm，设空气间隙仅起导热作用， 导热系数为2.60102 W/(m K) 。室内空气温度 为25℃，表面传热系数为20W/(m2 K) ；室外
流密度为 669 W 。设/m地2表空气与地面间的表面传热
系数为
30 W ，空/(气m温2度K为) 20℃。设地球可以看
成黑体表面，且地球对太空的辐射可看成是对0 K
黑体空间的辐射，试确定地球表面的平衡温度。
❖ 解：由热平衡关系，地球接受来自太阳的辐
传热学第一章答案
第一章3.一建筑物玻璃窗的尺寸为1m*1.2m ，已知其内表面温度为20℃，外表面温度为5℃，玻璃的热导系数为0.65W/(m*k)，试求通过玻璃的散热量损失。
若改用双low-e 膜双中空玻璃，其散热量损失为多少？6.一厚度为50mm 的无限大平壁，其稳态温度分布为t=a+bxx （℃）式中a=200℃，b=-2000℃。
若平壁材料导热系数为45W/(m*k)，试求：屏蔽两侧表面处的热流密度。
平壁中是否有内热源？为什么？若有的话，它的强度是多大？已知：50mm σ=、2t a bx =+、200a =℃、2000b =-℃/m 2、45()W m K λ=∙求：（1）0x q =、6x q = （2）v q解：（1）00020x x x dt q bx dx λλ====-=-= 3322452(2000)5010910x x x dt W q bx m dx σσσλλ-====-=-=-⨯⨯-⨯⨯=⨯ （2）由220v q d t dx λ+=2332245(2000)218010v d t W q b m dxλλ=-=-=-⨯-⨯=⨯ 9.一半经为R 的实心球，初始温度均匀并等于To ，突然将其放入一定温度恒定并等于Tf 的液体槽内冷却。
已知球的热物性参数λ，ρ，C.球壁表面的传热系数为h ，试写出描写球体冷却过程的完整数学描述。
取如图所示球坐标，其为无内热源一维非稳态导热故有： 22t a t r r r r τ∂∂∂⎛⎫= ⎪∂∂∂⎝⎭00,t t τ==0,0t r r∂==∂ ,()f t r R h t t r λ∂=-=-∂10.从宇宙飞船中伸出一根细长的散热棒，已辐射散热将热量散布到外部空间去，已知，棒的黑度为ε，导热系数为λ，棒的长度为l ，横截面面积为f ，截面周长为U ，棒根部温度为To ，外部空间是绝对零度的黑体，是写出描写帮温度分布的导热微分方程式和相应的边界条件。
传热学第1章习题答案
机械传热学第1章习题答案1. 设冬天室内温度为 t f1，室外温度为 t f2，试在该两温度保持不变的条件下，画出下列三种情况下从室内空气到室外大气温度分布的示意曲线图：（1）室外平静无风；（2）室外刮风；（3）除室外刮风外，还考虑外墙对夜间星空的辐射换热。
解：三种情况的热传递情况：（1）既有墙体的导热，又有墙外空气的自然对流；（2）既有墙体的导热，又有墙外空气的强制对流；（3）既有墙体的导热，又有墙外空气的强制对流，还有外墙的辐射； 故（1）中室内热量消耗最慢，（2）次之，（3）最快。
2. 有两块很贴近的黑体平行平板，温度分别为 T 1 及 T 2。
试按黑体的性质及斯忒藩-波耳兹曼定律导出辐射换热热流密度的计算式。
（提示：很贴近意味着每一块板反射出的辐射能全部落到另一块板上）。
解： 由斯忒藩-波耳兹曼定律， 可得辐射热流密度：44b b =A T q T A A σφσ== W 则，黑板1对2的辐射热流密度为4b 1T σ，黑板2对1的辐射热流密度为4b 2T σ，故辐射换热热流密度： 4412()b q T T σ=- 2/W m 或4412||b q T T σ=- 2/W m3. 当空气与壁面的平均温度在30℃~50℃范围内时，空气在水平管外自然对流换热的表面传热系数可按下式计算：1/421.15(/) kcal/(m h )h t d =∙∙℃式中，直径d 的单位为m ，温差的单位为℃。
试用我国法定计量单位表示此单位。
解：已知：1 kcal/h = 1.163 J/s = 1.163 W1/421/421/421.15(/) kcal/(m h ) = 1.15(/)*1.163 W/(m ) = 1.33745(/) W/(m )h t d t d t d =∙∙∙∙℃℃℃。
传热学1章绪论总结问答题及答案.
绪论、名词解释热流量：单位时间通过某一面积所传递的热量，单位：W热流密度：单位时间通过单位面积的热流量（W / m2对流换热：流体流过固体壁面时，流体与固体壁面间产生热量传递的过程传热过程：热流体通过固体壁而将热量传给另一侧冷流体的过程、解答题和分析题1、热能、热量、热流量与热流密度有何联系与区别？答：热能：物质所具有的内动能（广延量，物质的微观运动属性。
单位：焦耳J 热量Q:系统与外界依靠温差传递的能量（过程量。
单位：焦耳J。
热流（量）© :单位时间通过某一面积所传递的热量。
单位：瓦特w。
热流密度q：通过单位传热面上的热流量。
单位：W m2相互关系：卩兰：拓= 其中「是时间2、描述导热、对流换热及辐射换热三种传递方式之间的联系与区别。
或（热量的传递有哪三种基本方式？试用简练的语言说明这三种热传递方式之间的联系和区别。
）。
答：热量传递的三种基本方式为：热传导、热对流和热辐射。
1）导热和热对流的区别在于：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；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所导致的热量传递过程2）导热和热对流的联系是：在发生热对流的同时必然伴随有导热。
这两种热量传递方式，只有在物质存在的条件下才能实现，3）热辐射指由于热的原因而发出辐射能的现象，热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。
注意：若考试是“对流换热”则把“热对流”的定义换成“对流换热”（2通过内层瓶胆的导热，热量 由内层瓶胆内壁传到其外壁;3、热对流”与对流换热”是否为同一现象？对流换热是否属于基本的传热方式？答：热对流与对流换热是两个不同的概念•属于不同现象，其区别为： 1 ）热对流是由于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所导致 的热量传递过程。
由于流体质点间的紧密接触，热对流也同时伴随有导热现象； 2）而对流换热必然具有流体与固体壁面间的相对运动，工程中流体与温度不同的 固体壁面因相对运动而发生的传热过程称为对流换热；对流换热是导热和热对流这 两种基本传热方式的综合作用4、 导热系数、表面换热系数及传热系数的单位分别是什么？哪些是物性参数，哪 些与过程有关？答：导热系数 是表征材料导热性能优劣的系数，是一种物性参数，不同材料的导 热系数的数值不同，即使是同一种材料，其值还与温度等参数有关。
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W/(m·K)，通过地面的热损失率是多少如果采用效率为ηf = 的燃气炉对地下室供暖，且天然气的价格为C g = $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 = 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。
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，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 = (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。
1-8 有一厚度为δ = 400mm的房屋外墙，热导率为λ = (m·K)。
第一章 部分习题参考答案-高建强
m1 / n
ρ
= uA ，定性温度 t = (t1 + t2 ) / 2 = (50 + 90) / 2 = 70 ℃
3
第 1 章 传热学基础
u=
m1 66.53 = = 1.3m / s nρA 231 × 977.8 × 3.14 × 0.00852 ud
Re =
ν
=
1.3 × 0.017 = 53253 0.415 × 10− 6
2
第 1 章 传热学基础
1-12 厂房外有一外径为 300mm 蒸汽管道，其外侧敷设有厚度为 30mm 的保温材料。若在某段 时间， 测得保温层外侧壁温为 40℃， 室外空气温度为 20℃， 风速为 3m/s （横向吹过该管道） 。 （1）试利用特征数关联式计算管道外侧对流换热的表面传热系数； （2）计算单位管长上外 侧的对流散热量。 附：空气横掠圆管对流换热实验关联式为 Nu = C Re Pr
2
式中 x 的单位为 m，平壁材料的导热系数为 0.5 W/(m⋅K)。计算通过平壁两侧的热流密度。 解：t1=200℃，t2=200-2000×0.32=20℃，Δt= t1- t2=180℃ 热流密度
q=
Δt 180 = = 300W / m 2 δ / λ 0.3 / 0.5
1-6 一炉子的炉墙厚 13cm，总面积 20m2，平均导热系数 1.04 W/(m·K)，内、外壁温分别为 520℃和 50℃。试计算通过炉墙的热损失。如果所燃煤的发热值为 2.09×104kJ/kg，问每天因 热损失要用掉多少千克煤？ 解：将炉墙可以看成是一个平板。 散热量：
4
1-7 有一根蒸汽管道，直径为 150mm，外敷设导热系数为 0.12 W/(m·K) 的蛭石保温材料。 若已知正常情况下，保温层内、外表面温度分别为 250℃、45℃。为使单位长度的热损失不 大于 160W/m，问蛭石层的厚度是多少才能满足要求？ 解：保温层可以看成一个圆筒，则单位长度的热损失：
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系数为
30 W ，空/(气m温射可看成是对0 K
黑体空间的辐射，试确定地球表面的平衡温度。
❖ 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 热及与太空的辐射换热，设过程为稳态，
q
h(Te
Tf
)
(Te4
T4 sky
第一章绪论练习题
思考题与典型题精解
[例1-1]人体为恒温体。若房间里气体的温度在夏天 和冬天都保持20摄氏度，那么在冬天与夏天、人在 房间里所穿的衣服能否一样？为什么?
解：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温度高，因此通过墙壁的热量传递 方向是由室外传向室内。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 管冬季室内温度比夏季高，但人体在冬季通过辐射与墙 壁的散热比夏季高很多。人体对冷的感受主要是散热量 高，因此在冬季比在夏季感觉冷。
空气温度为-10℃，表面传热系数为15W/(m2 K).
试计算通过双层玻璃窗的散热量，并与同样厚 度单层玻璃窗相比较。假定在两种情况下，室 内、室外空气温度及表面传热系数相同。
❖解：①双层玻璃窗情形，由传热过程计算式:
Φ1
tf1 tf2
1 1 2 3 1
1
A(t f 1 t f 2 )
❖ 解： 按平壁导热计算公式
q t tw1 tw2
A
（1） q 389 150 100 3.89 105 W/ m2 0.05
（2）
q 50 150 100 5.0 104 W/m2 0.05
（3）
q 0.13 150 100 1.3 102 W/m2 0.05
[厚例1-=1320]m热m平的面隔周热围层的。环隔境热度材料t f 的 导20热oC系，数壁面敷设 0.2 W/m K 隔热层与平壁接触面的温度 tw1 230oC
其外表面温度 tw2 40o C 。求隔热层外表面和环境间
[例1-7]北方深秋季节的清晨，树叶叶面上常 常结霜。试问树叶上、下表面的哪一面结霜 ？为什么？
解：霜会结在树叶的上表面。因为清晨，上表 面朝向太空，下表面朝向地面。太空表面的温 度低于零摄氏度，而地球表面温度一般在零摄 氏度以上。由于相对树叶下表面来说，上表面 需要向太空辐射更多的能量，所以树叶下表面 温度较高，而上表面温度较低且可能低于零摄 氏度，因而容易结霜。
)
有，将已知条件代入，
得Te 300K
[例1-11] 一块厚50mm的大平板，两侧表面分别维
持在 tw1 150o C和tw2 100o C 。试求不同材料时的热
流密度：(1) 389 W/(m K)的铜材，(2) 50 W/(m K)
的铸铁，(3) 0.13W/(m K) 的石棉。
[例1-2]夏天人在同样温度（如：25摄氏度）的空气 和水中的感觉不一样。为什么？
解：人体温度一般为37℃，环境温度为25℃，所以 人体向外界散热。
因为对流传热系数，空气﹤水
即人在空气中散失的热量比在水中散失的热量小， 所以在水中感觉更凉爽一些。
[例1-3]北方寒冷地区，建筑房屋都是双层玻璃，以 利于保温。如何解释其道理？
[例1-8] 利用同一冰箱储存相同食物时，试 问结霜的冰箱耗电量大还是未结霜的冰箱耗 电量大？
❖ 解：当其他条件相同时，冰箱的结霜相当于 在冰箱蒸发器和冰箱冷冻室之间增加了一个 附加热阻，因此，要达到相同的制冷室温度， 必然要求蒸发器处于更低的温度。所以，结 霜的冰箱耗电量更大。
[例1-9] 一双层玻璃窗，宽1.1m，高1.2m， 厚3mm，导热系数为1.05 W/(m K) ；中间空 气层厚度为5mm，设空气间隙仅起导热作用， 导热系数为2.60102 W/(m K) 。室内空气温度 为25℃，表面传热系数为20W/(m2 K) ；室外
解：热量的传递过程： 室内→里层玻璃外壁→里层玻璃内壁→夹层空气→外 层玻璃内壁→外层玻璃外壁→室外
夹层空气不流动，只起导热作用。
：气体﹤玻璃
同样厚度下通过夹层空气向外散失的热量比通过玻璃 向外散失的热量小，所以为了更好地保温采用双层玻 璃代替一层厚玻璃。
[例1-4] 有人将一碗热稀饭置于一盆凉水中 进行冷却。为使稀饭凉得更快一些，你认为 它应该搅拌碗中的稀饭还是盆中的水？
1.11.2[25 (10)] 1 11103 1 363.37
20 1.05 15
W
❖ 显然，单层玻璃窗的散热量是双层玻璃窗的2.5倍。
因此，北方的冬天常常采用双层玻璃窗使室内保温。
[例1-10] 白天，地球表面接受来自太阳的辐射热
流密度为 669 W 。设/m地2表空气与地面间的表面传热
[例1-6]冬天，在相同的室外温度条件下，为 什么有风比无风感到更冷些？
解：假定人体表面温度相同时，人体的散热在 有风时相当于强制对流换热，而在无风时属自 然对流换热（不考虑热辐射或假定辐射换热量 相同时）。而空气的强制对流换热强度要比自 然对流强烈。因而在有风时从人体带走的热量 更多，所以感到更冷一些。
❖ 解：从稀饭到凉水是一个传热过程。显然这 种换热在不搅拌时属自然对流。热稀饭的换 热比水要差。因此要强化传热，增加散热量， 应该用搅拌的方式强化稀饭侧的传热。
[例1-5]电影《泰坦尼克号》里，男主人公杰 克在海水里被冻死而女主人公罗丝却因躺在 筏上而幸存下来。试从传热学的观点解释这 一现象。
解：杰克在海水里其身体与海水间由于自然对 流交换热量，而罗丝在筏上其身体与空气之间 产生自然对流。在其他条件相同时，水的自然 对流强度要远大于空气，因此杰克身体由于自 然对流散失能量的速度比罗丝快得多。因此杰 克被冻死而罗丝却幸免于难。
1 2 3
1
h1A 1A 2 A 3 A h2 A h1 1 2 3 h2
=146.8
1.11.2 [25 (10)]
1 3103 5 103 3103 1
W
20 1.05
0.026
1.05 15
❖ ②单层玻璃窗情形：
Φ2
A(t f 1 t f 2 )
1 1 h1 1 h2