传热学第2次作业
传热学习题(附参考答案)
传热学习题（附参考答案）一、单选题（共56题，每题1分，共56分）1.安装在管路中的阀门( )A、需考虑流体方向B、不必考虑流体方向C、不必考虑操作时的方便D、不必考虑维修时的方便正确答案：A2.用水蒸气在列管换热器中加热某盐溶液，水蒸气走壳程。
为强化传热，下列措施中最为经济有效的是( )A、增大换热器尺寸以增大传热面积B、减少传热壁面厚度C、改单管程为双管程D、在壳程设置折流挡板正确答案：C3.下列不能提高对流传热膜系数的是( )。
A、增大管径；B、利用多管程结构；C、冷凝时在管壁上开一些纵槽。
D、在壳程内装折流挡板；正确答案：A4.离心泵是依靠离心力对流体作功，其作功的部件是( )。
A、电机B、泵轴C、叶轮D、泵壳正确答案：C5.对于活化能越大的反应，速率常数随温度变化越 ( )A、不确定B、大C、小D、无关正确答案：B6.有机玻璃是指( )。
A、聚甲基丙烯酸甲酯B、聚苯乙烯C、聚乙烯D、聚氯乙烯正确答案：A7.水在无相变时在圆形管内强制湍流，对流传热系数αi为1000W ／（m2·℃）若将水的流量增加1倍，而其他条件不变，则αi为( )A、不变B、500C、2000D、1741正确答案：D8.不属于换热器检修内容的是( )A、清扫管束和壳体B、管束焊口、胀口处理及单管更换C、检查修复管箱、前后盖、大小浮头、接管及其密封面，更换垫片D、检查校验安全附件正确答案：D9.间歇反应器的一个生产周期不包括( )A、出料时间B、反应时间C、加料时间D、设备维修时间正确答案：D10.可在器内设置搅拌器的是( )换热器A、套管B、釜式C、热管D、夹套正确答案：D11.流体流量突然减少，会导致传热温差( )。
A、始终不变B、下降C、升高D、变化无规律正确答案：B12.下列哪个选项不是列管换热器的主要构成部件。
( )A、封头B、管束C、外壳D、蛇管正确答案：D13.列管式换热器一般不采用多壳程结构，而采用( )以强化传热效果A、翅片板B、折流挡板C、隔板D、波纹板正确答案：B14.裂解气深冷分离过程中采用的主要方法是( )A、精馏法B、特殊精馏法C、萃取法D、吸附法正确答案：A15.下面关于裂解气分离流程说法正确的是( )A、一套乙烯装置采用哪种流程，主要取决于流程对所需处理裂解气的适应性、能量消耗、运转周期及稳定性、装置投资等几个方面。
数值传热学作业-第二章
第二章2-1 【解】：在此题中，给x方向和y方向的区域宽度XL和YL均赋值60，取步长为1，左侧第一个界面取为i=2，最后一个界面为i=L1=60；同理，底部第一个界面取为j=2，最后一个界面为j=M1=60，X(i)为x方向节点的位置，各控制容积的界面位置)POWER, i=2, 3, … , L1，故：按如下方程确定：XF(i)=(XL)(i−2L1−2所编程序代码如下：j=1:60power=input('输入数字');for i=2:1:60X(i)=60*((i-2)/58)^powerplot(X(i),j,'*b')hold onend（1）取power=1.5，网格沿x方向逐渐变稀，所得网格如下图1所示。
图1（2）取power=1，网格沿x方向均匀分布，所得网格如下图2所示。
图2（3）取power=0.5，网格沿x方向逐渐变密，所得网格如下图3所示。
图32-2、2-3 【解】守恒形式如下：u ðuðx=12ð（u2）ðx=ηð2uðy2方程两端积分如下：∫∫∫12ð（u2）ðxsn dtdxdywe =∫∫∫ηð2uðy2sndtdxdywet+Δttt+Δtt所以∫∫12(u w2−u e2)dtdy we =∫∫η[(ðuðy)n−(ðuðy)s]dtdxwet+Δttt+Δtt对流项：取为阶梯式，则：∫∫12(u w2−u e2)dtdywe =12[(u2)e t−(u2)w t]∆t∆yt+Δt t扩散项： 取为阶梯式，则∫∫η[(ðu ðy )n −(ðu ðy )s ]dtdx wet+Δtt=η[(ðu ðy )n t −(ðu ðy )s t]∆t∆xu 随x,y 分段线性变化，则u e2=u E 2−u P 22, u e 2=u W 2−u P22(ðu ðy )n t =u N 2−u P 2(δy )n ,(ðu ðy )n t =u P 2−u S 2(δy )n因为 (δy )n=(δy )n =∆y所以：u E 2−u W24η∆x=u N t −2u P 2+u St (∆y )22-7【解】将2,i T 、3,i T 及4,i T 对点()1,i 作Taylor 展开，有：()()()()Λ+∆∂∂+∆∂∂+∆∂∂+∆∂∂+=!4!3!24443332221,2,y yT y y T y y T y y T T T i i （2-7-1）()()()()Λ+∆∂∂+∆∂∂+∆∂∂+∆∂∂+=!42!32!2224443332221,3,y yT y y T y y T y y T T T i i （2-7-2）()()()()Λ+∆∂∂+∆∂∂+∆∂∂+∆∂∂+=!43!33!2334443332221,4,y yT y y T y y T y y T T T i i （2-7-3）（2-7-1）×18 +（2-7-2）×（-9）+（2-7-3）×2 得：i,1i,2i,3i,4y 011T 18T 9T 2T Ty6y=-+-∂=-∂∆ （2-7-4）由0=∂∂-=y B yT q λ，将式（2-7-4）代入得；B i,1i,2i,3i,46yq 1T 18T 9T 2T 11λ∆⎛⎫=-++ ⎪⎝⎭（2-7-5）2-9解：另点2对点1做泰勒展开，有p(2,n)=p(1,n)+ðpðx |1,n∆x+ð2pðx2|1,n∆x22!….另点3对点1做泰勒展开，有p(3,n)=p(1,n)+ðpðx |1,n2∆x+ð2pðx2|1,n（2∆x）22!….将第一式乘4减去第二式，则存在下式ðp ðx |1,n=4p2−p3−3p12∆x，O（∆x2）则此式为二阶精度的边界节点1上的压力梯度表示式.。
传热学作业——精选推荐
传热学作业第一章绪论能量平衡分析1-8.有两个外形相同的保温杯A与B，注入同样温度、同样体积的热水后不久，A杯的外表面就可以感觉到热，而B杯的外表面则感觉不到温度的变化，试问哪个保温杯的质量较好？答：Ｂ：杯子的保温质量好。
因为保温好的杯子热量从杯子内部传出的热量少，经外部散热以后，温度变化很小，因此几乎感觉不到热。
导热1-10 一炉子的炉墙厚13cm，总面积为20m2，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：根据傅利叶公式每天用煤Q??A?t1.04?20?(520?50)??75.2KW?0.1324?3600?75.2?310.9Kg/d4 2.09?10 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，得到下列数据：管壁平均温度tw=69℃，空气温度tf=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q?2?rlh?tw?tf? qh??dtw?tf＝49.33W/(m2.k) 所以热阻分析1-21 有一台气体冷却器，气侧表面传热系数h1＝95W/(m2.K)，壁面厚?＝2.5mm，??46.5W/(m.K)水侧表面传热系数h2?5800W/(m2.K)。
设传热壁可以看成平壁，试计算各个环节单位面积的热阻及从气到水的总传热系数。
你能否指出，为了强化这一传热过程，应首先从哪一环节着手？解：R1?111?0.010526;R20.0025?5.376?10?5;R31.724?10?4;h1h25800?46. 5K?则111h1h2?＝94.7W/(m2.K)，应强化气体侧表面传热。
第二章稳态热传导平板导热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45W/(m.K),0.07W/(m.K)及0.1W/(m.K)。
(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。
传热学作业homework
第一次：2-1 A wall 2 cm thick is to be constructed from material which has an average thermal conductivity of 1.3 W/m ⋅︒C. The wall is to be insulated with material having an average thermal conductivity of 0.35 W/m ⋅︒C, so that the heat loss per square meter will not exceed 1830 W. Assuming that the inner and outer surface temperatures of the insulated wall are 1300 and 30 ︒C, calculate the thickness of insulation required.Solution ：2211//1830λδλδ+∆==tA q 694.01830301300//2211=-=+λδλδ238.035.0)3.102.0694.0()/694.0(2112=⨯-=-=λλδδm2-45 Derive an expression for the temperature distribution in a sphere of radius r 1 with uniformheat generation qand constant surface temperature T w . Solution ：00)(10221=∂∂==+==r wr r rTT TkqrT dr d r0)(22=+r k qrT drd c r kqrT dr d +-=22)( b cr r k qrT ++-=362126,06r k q T c b r b c r k q T w +==++-=)(6221r r kq T -=2-55温度为120℃的空气从导热系数为λ1 = 18 W/(m ⋅K)的不锈钢管内流过，表面传热系数为h 1 = 65 W/(m 2⋅K)，管内径为d 1 = 25 mm ，厚度为0.4 mm 。
传热学试卷2—试题与答案
传热学试卷21．一无内热源的大平壁，一侧环境温度为80℃，另外一侧环境温度为20℃，热流密度为40W/m 2，为了使大平壁的热流密度减少为30 W/m 2，在大平壁的一侧贴一层导热系数为0.1W/(m ⋅K)的保温材料，保温材料的厚度需要多少？（ ）。
A ．100mmB ．50mmC ．20mmD ．60mm2.正立方体，下底面对上顶面的角系数接近（ ）。
A ．0.2B ．0.4C ．0.5D ．0.63．两垂直板，A 宽为H ，高为2H ，B 宽为2H ，高为H ，饱和蒸汽流过两块板，均为层流，流过两板的换热量关系为（ ）。
A ．ΦA > ΦB B ．ΦB > ΦAC ．ΦA = ΦBD ．不能确定4. 一换热器，低温物体入口温度为20℃，出口温度为50℃，高温流体流量为低温流体的2倍，入口温度为70℃，其为逆流，则其平均温差接近（ ）。
A ．22B ．20C ．25D ．305. 已知逆流式换热器，热流体的进出口温度分别为120℃和90℃，冷流体的进出口温度为40℃和80℃，此换热器的效能是（ ）。
A ．1B ．0.75C ．0.25D ．0.56. 根据普朗克定律，黑体的单色辐射力E b 与温度和波长有关系，则下面说法正确的是（ )。
A ．波长不变，温度增加，E b 线性增加B 波长增加，温度不变，E b 指数增加C ．任何温度下，都存在峰值波长，并且温度与峰值波长的乘积为常数D ．任何温度下，都存在峰值波长，并且峰值波长与温度是线性变化7. 一维非稳态导热采用向前差分离散微分方程，其显式格式的中心节点方程的稳定性条件为（ ）。
A ．Fo<1/2B ．Fo ≤1/2C ．Fo ≥1/2D ．Fo>1/28. 室外电线的电流保持不变，当去掉绝缘层后电缆的温度如何变化？（ ）A ．温度不变B ．温度降低C ．温度升高D ．不能确定9. 自然对流用到的三个准则数是（ ）。
传热学习题答案第二章
致谢：本章答案由建环0902汤晓岑同学起草，由张舸作部分修改。
7.解:由题意得，为稳态导热。
由题意得，为稳态导热。
R λ=δλ=0.250.7=0.3570.357mm 2K/W Φ=q ×A =A ×Δt R λ=1515−−(−5)0.357×3×4=672W9.9.解：解： R λ=δ1λ1+δ2λ2R λ′=δ1λ1+δ2λ2+δ3λ3q =Δt R λq ′=Δt R λ‘=0.2q =0.2Δt R λ∴∴R λ′=5R∴∴δ3=4 δ1λ1+δ2λ2 λ3=4 0.240.7+0.020.58 ×0.06=0.091 m 0.091 m==91 mm10.10.解：解：此题中导热系数为温度的线性函数，以平壁的平均温度)tt(t w w 2121+=计算导热系数，仍可以用q =λΔtδ计算热流密度。
计算热流密度。
q =λΔt δ=(0.094+0.000125t w 1+t w 22)(t w 1−t w 2)δ 取2340m /W q =，C t ,C t w w5045021==,得 m .1470=d若要求2340m /W q £，则必须有m .1470³d 。
15.15.解：把复合墙体看成是有空心部分和无空心部分的并联，通过这两部分的热解：把复合墙体看成是有空心部分和无空心部分的并联，通过这两部分的热流之和等于总热流，但热流密度不满足这种叠加关系，但热流密度不满足这种叠加关系，故应以有限面积热阻进行故应以有限面积热阻进行串并联计算。
串并联计算。
注意此题的传热方向应是沿上下方向，注意此题的传热方向应是沿上下方向，为计算传热面积，为计算传热面积，为计算传热面积，取深度方向为取深度方向为1米。
米。
长长度方向上为无限长，故可取一个实心混凝土层和一个复合层作为并联的单位。
R λ1=δλ1A 1=(35+130+35)1.53×(201.53×(20∗∗1)≈6.54K/WR λ2=2δ1λ1A 2+δ2λ2A 2=2∗351.53×(3101.53×(310∗∗1)+1300.742×(3100.742×(310∗∗1)≈0.71K/W∴∴R λ=11R λ1+1R Rλ2=116.54+10.71=0.64 K/W16.解：（1）R 1=12πλln d 2d 1=12π×58ln 170160=1.66×10−4 m ∙K/WR 2=12πλ2ln d 2+2δ2d 2=12π×0.093ln170+2×30170=0.517 m ∙K/W R 3=12πλ3ln d 2+2δ2+2δ3d 2+2δ2=12π×0.17ln 170+2×30+2×40170+2×30 =0.279 m ∙K/W(2)q l =tw 1−t w 4R 1+R2+R 3=300−501.66×10−4+0.517+0.279=314 W/m(3) q l=t w 1−t w 2R 1 =>=> t w 2=t w 1−q l ∙R 1 =300−314×1.66×10−4 =299.95 ℃ 同理，t w 3=t w 1−q l ∙(R 1+R 2)=300−314×(1.66×10−4+0.517)=137.61 ℃19.解:q l =t w 1−t w 212πλln d 2d 1+12πλ1ln d 2+δd 2=180−4012π×40ln10085+12π0.053ln100+2δ100=52.3 W/m∴δ≈71 mm23.解：1.求温度场的数学表达。
传热学练习题与参考答案
传热学练习题与参考答案一、单选题（共56题，每题1分，共56分）1.水在无相变时在圆形管内强制湍流，对流传热系数αi为1000W ／（m2·℃）若将水的流量增加1倍，而其他条件不变，则αi为( )A、1741B、500C、2000D、不变正确答案：A2.在两灰体间进行辐射传热，两灰体的温度差为50℃，现因某种原因，两者的温度各升高100℃，则此时的辐射传热量与原来的相比，应该( )A、不确定B、增大C、不变D、变小正确答案：B3.对自催化反应A+P→P+S而言，必然存在最优反应时间，使反应的( )最大。
A、转化率B、反应速率C、收率D、选择性正确答案：B4.工业生产中，沸腾传热应设法保持在( )A、过渡区B、自然对流区C、膜状沸腾区D、核状沸腾区正确答案：D5.当两个同规格的离心泵串联使用时，只能说( )A、当流量相同时，串联泵特性曲线上的扬程是单台泵特性曲线上的扬程的两倍B、在管路中操作的串联泵，流量与单台泵操作时相同，但扬程增大两倍C、串联泵的工作点处较单台泵的工作点处扬程增大一倍D、串联泵较单台泵实际的扬程增大一倍正确答案：A6.泵若需自配电机，为防止电机超负荷，常按实际工作的( )计算轴功率N，取（1.1-1.2）N作为选电机的依据。
A、最大流量B、最大扬程C、最小扬程D、最小流量正确答案：A7.若被输送的流体黏度增高，则离心泵的压头( )A、提高B、不变C、降低正确答案：C8.对管束和壳体温差不大，壳程物料较干净的场合可选( )换热器。
A、U型管式B、套管式C、固定管板式D、浮头式正确答案：C9.与平推流反应器比较，进行同样的反应过程，全混流反应器所需要的有效体积要( )A、相同B、无法确定C、小D、大正确答案：D10.有机化合物及其水溶液作为载冷剂使用时的主要缺点是( )A、凝固温度较高B、价格较高C、腐蚀性强D、载热能力小正确答案：B11.气体的导热系数数值随温度的变化趋势为( )A、T升高，λ增大B、T升高，λ减小C、T升高，λ可能增大或减小D、T变化，λ不变正确答案：A12.为防止反应釜中的物料被氧化，可采用以下措施( )A、向反应釜通空气B、将反应釜的物料装满C、向反应釜通N2气或水蒸汽D、对反应釜抽真空正确答案：C13.化工厂常见的间壁式换热器是( )。
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。
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）。
数值传热学第二章作业
数值传热学第二章作业2—1：POWER=input('POWER=?');L1=input('L1=?');M1=input('M1=?');XL=input('XL=?');YL=input('YL=?');for i=2:L1XF(i)=XL*((i-2)/(L1-2))^POWER;endfor j=2:M1YF(j)=YL*((j-2)/(M1-2))^POWER;endX(1)=0;for i=2:L1-1X(i)=(XF(i)+XF(i+1))/2;endX(L1)=XF(L1);Y(1)=0;for j=2:M1-1Y(j)=(YF(j)+YF(j+1))/2;endY(M1)=YF(M1);for j=2:M1-1plot(X(1),Y(j),'b.');plot(X(1),Y(2), 'b.');plot(X(L1),Y(j),'b.');hold onendfor i=2:L1-1for j=1:M1plot(X(i),Y(j),'b.');hold onendendfor i=2:L1m=[XF(i),XF(i)];n=[0,M1];plot(m,n,'b-.');hold onendfor j=2:M1m=[YF(j),YF(j)];n=[0,L1];plot(n,m,'b-.');hold onendxlabel('x');ylabel('y');title('POWER= ') 运行结果如下：2—3： 解：由2221()u2u u u xxyη∂∂∂===∂∂∂得：原方程的守恒形式为：222()2u u xyη∂∂=∂∂对方程两端在t ∆时间间隔内对其控制容积积分，把可积的部分积出后得：22()t tsne wtu u dtdy +∆-⎰⎰= 2t t e wtn s u u dtdx y y η+∆⎡⎤⎛⎫⎛⎫∂∂-⎢⎥ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎰⎰选定2u 随y 而变化的型线，这里取为阶梯式，即在控制容积内沿y 方向不变，则2222()=y ()t tt ts ne we w ttu u dtdy u u dt +∆+∆-∆-⎰⎰⎰选定2u 随t 而变化的规律，这里采用阶梯式显式，则22()t te w ty u u dt +∆∆-⎰= ()()22t te w u u t y ⎡⎤-∆∆⎢⎥⎣⎦选定u y∂∂随x 而变化的型线，这里取为阶梯式，即在控制容积内沿x方向不变，则22t t t t ewtt n s n s u u u u dtdx x dt y y y y ηη+∆+∆⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫∂∂∂∂-=∆-⎢⎥⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎣⎦⎰⎰⎰选定u y∂∂随t 而变化的规律，这里采用阶梯显式，则2t t tn s u u x dt y y η+∆⎡⎤⎛⎫⎛⎫∂∂∆-⎢⎥ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎰= 2t t n s u u t xy y η⎡⎤⎛⎫⎛⎫∂∂-∆∆⎢⎥ ⎪ ⎪∂∂⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦进一步选取u 随x,y 分段线性变化，则2222E Pe u u u +=， 222w 2W Pu u u +=()nt Pt N ty u u y u δ-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂n ， ()stS t p ts y u u yu δ-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂。
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 。
《传热学》课后习题答案-第二章
冷藏室的有效换热面积为 37.2 m2 ，室内外气温分别为-2℃及 30℃，室内外壁面的表面传热
系数可分别按 1.5W /(m2.K) 及 2.5W /(m2.K) 计算。为维持冷藏室温度恒定，试确定冷藏
解：
2-8 一种用比较法测定导热系数装置的原理示于附图中。将导热系数已知的标准材料与被测 材料做成相同直径的圆柱，且标准材料的两段圆柱分别压紧置于被测材料的两端。在三段试 样上分别布置三对测定相等间距两点间温差的热电偶。试样的四周绝热良好（图中未示出）。
已知试样两端的温度分别为 th=400℃、tc=300℃、Δtr=2.49℃，Δtt,1=3.56℃、Δtt,2=3.60℃， 试确定被测材料的导热系数，并讨论哪些因素会影响Δtt,1 与Δtt,2 不相等？ 解： 2-9 双层玻璃窗系由两层厚为 6mm 的玻璃及其间的空气隙所组成，空气隙厚度为 8mm。假 设面向室内的玻璃表面温度与室外的玻璃表面温度各为 20℃及-20℃，试确定该双层玻璃窗 的热损失。如果采用单层玻璃窗，其他条件不变，其热损失是双层玻璃的多少倍？玻璃窗的
尺寸为 60cm 60cm 。不考虑空气间隙中的自然对流。玻璃的导热系数为 0.78W /(m.K) 。
q1
1
t1 t2 2
3
q2
t1 t2 1
5200w / m
解：
1 2 3 ＝116.53W/ m2
1
Q Aq 41.95W
q2 5200 44.62 所以 q1 116.53
2-10 某些寒冷地区采用三层玻璃的窗户，如附图所示。已知玻璃厚δg=3 ㎜，空气夹层宽δ air=6 ㎜，玻璃的导热系数λg=0.8W/（m·K）。玻璃面向室内的表面温度 ti=15℃，面向室外 的表面温度 to=-10℃，试计算通过三层玻璃窗导热的热流密度。 解：
《热力学与传热学》第2阶段在线作业
《热力学与传热学》第2阶段在线作业一、判断题答题要求 :判断下列说法是否正确。
1 黑度（发射率）就是物体的实际辐射力与黑体的辐射力之比。
A) 正确 B) 错误B2 不可逆过程的熵变无法计算。
A) 正确 B) 错误B3 倘若容器中气体的压力没有改变，那么安装在该容器上的压力表的读数也不会改变。
A) 正确 B) 错误 B4 自发过程是不可逆过程，非自发过程必为可逆过程。
A) 正确 B)错误B5 对于工业高温下的热辐射来说，对射线的吸收和反射有重大影响的是表面的颜色，而不是表面的粗糙度。
A) 正确 B)错误B6 绝热过程即定熵过程。
A) 正确 B) 错误B7 热传递的基本方式为导热、对流换热以及热辐射。
A) 正确 B) 错误B8 比热容仅仅是温度的单值函数。
A) 正确 B) 错误B9 间壁式换热器中，热流体温度不断降低。
AA) 正确 B) 错误10 物体在工程温度范围内发射的热辐射通常为常温辐射或红外辐射。
A) 正确 B) 错误A11 两个相互不接触的流体与璧面间也可以进行对流换热。
A) 正确 B) 错误B12 红外辐射和可见光都属于电磁波。
A) 正确 B) 错误A13 熵增大的过程必为不可逆过程。
A) 正确 B) 错误B14 对流换热系数为一物性参数。
A) 正确 B) 错误B15 不同的气体，摩尔气体常数R值不同。
A) 正确 B) 错误 B16 工程上常用的空气的导热系数随温度的升高而降低。
A) 正确 B) 错误B17 圆筒壁外敷设绝热层后，其热流量一定比没有敷设绝热层前低。
A) 正确 B) 错误B18 导电体的导热机理与气体的导热机理一样。
A) 正确 B) 错误B19 在一般情况下，固体和液体的透过率为零。
A) 正确 B) 错误A20 气体放热的过程一定是降温的过程。
BA) 正确 B) 错误。
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。
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《传热学》第2次作业
交作业时间：下周一（10月21日）
1. 由三层材料组成的加热炉炉墙。
第一层为耐火砖。
第二层为B级硅藻土绝热层，第三层为红砖，各层的厚度及导热系数分别为δ1＝240mm，δ2＝50mm，δ3＝90mm。
炉墙内侧耐火砖的表面温度为1000℃。
炉墙外侧红砖的表面温度为60℃。
试计算硅藻土层的平均温度及通过炉墙的热损失。
2. 某蒸汽管道，管内饱和蒸汽温度为340℃，管子外径273mm，管外包厚度为δ的水泥蛭石保温层，外层再包15mm的保护层。
按规定，保护层外侧温度为48℃，热损失为442W/m。
水泥蛭石和保护层的热导率分别为0.105W/(mK)。
求保温层的厚度
3. 一高30cm的铝制圆锥台，顶面直径为8.2cm，底面直径为13cm；底面和顶面温度各自均匀且恒定，分别为520℃和120℃，侧面绝热。
试确定通过此台的导热量。
铝的热导率取为100W/(mK)
4. 在用稳态平板法测定固定材料导热系数的装置中，试件做成圆形平板，试件厚度δ远小于其直径d。
通过试件的热流量为60W，用热电偶测定冷热表面的温度分别为t1=180℃，t2=30℃。
由于安装不好，试件与冷热表面之间均存在0.1mm的间隙，如下图所示。
试求试件的导热系数以及由于安装不好而带来的测量误差。
5. 焊接工人利用直径为3mm，长为0.4m，导热系数为40W/(mK)的焊条进行焊接，焊缝表面温度为800℃。
焊条周围空气温度为25℃，表面传热系数为4W/(m2K)。
假定人手能承受的温度为60℃，问人手至少应该握在离焊接点多远处？
6. 假定人对冷热的感觉以皮肤表面的热损失作为衡量依据。
设人体脂肪层的厚度为3mm，其内表面温度为36℃且保持不变，在冬季的某一天，气温为-15℃，无风条件下，裸露的皮肤外表面与空气的表面传热系数为25W/(m2K)；有风条件下，表面传热系数为65W/(m2K)，人体脂肪层的导热系数为0.2W/(mK)
(1) 要使无风天的感觉与有风天气气温-15℃时的感觉一样，则无风天气温是多少？
(2) 在同样是-15℃的气温下，无风天和有风天，人皮肤单位面积上的热损失之比是多少？。