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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/(m2.K)；③ 传热系数的单位是：W/(m2.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。 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。 答：当壶内有水时，可以对壶底进行很好的冷却（水对壶底的对流换热系数大），壶底的热量被很快传走而不至于温度升得很高；当没有水时，和壶底发生对流换热的是气体，因为气体发生对流换热的表面换热系数小，壶底的热量不能很快被传走，故此壶底升温很快，容易被烧坏。 1-9一砖墙的表面积为12，厚为260mm，平均导热系数为1.5W/（m.K）。设面向室内的表面温度为25℃，而外表面温度为-5℃，试确定次砖墙向外界散失的热量。 解：根据傅立叶定律有： 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 所以 ＝49.33W/(m.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，其外表面平均温度为250℃，表面发射率为0.7，试计算航天器单位表面上的换热量。 解：=0.7W/ 1-24 在附图所示的稳态热传递过程中，已知： ℃，℃，mm，mm，W/(m.K)，W/(m.K),W/(m.K)。试计算单位面积所传递的热量。 解：由题意得 =225.35KW 1-30 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，,过程是稳态的，试确定壁面材料的导热系数。 解： ＝64 2-1 用平底锅烧开水，与水相接触的锅底温度为111℃，热流密度为42400。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，试计算水垢与金属锅底接触面的温度。水垢的导热系数取为1W/(m.K)。 解：由题意得 w/m2 所以t=238.2℃ 2-3有一厚为20mm的平板墙，导热系数为1.3。为使每平方米墙的热损失不超过1500W,在外表面上覆盖了一层导热系数为0.12的保温材料。已知复合壁两侧的温度分别为750℃及55℃，试确定此时保温层的厚度。 解：依据题意，有 ，解得： 2-14 外径为100mm的蒸气管道，覆盖密度为20的超细玻璃棉毡保温。已知蒸气管道外壁温度为400℃，希望保温层外表面温度不超过50℃。且每米长管道上散热量小于163W，试确定所需的保温层厚度。 解：保温材料的平均温度为 t=℃由附录7查得导热系数为 代入数据得到 ＝0.314mm 所以 2-63 有一用砖砌成的烟气通道，其截面形状如附图所示。已知内外壁温分别为80℃，25℃，砖的导热系数为1.5，试确定每米长烟道上的散热量。 解：采用形状因子法计算，据已知条件 所以 2-71 两块不同材料的平板组成如附图所示的大平板。两板的面积分别为,导热系数分别为。如果该大平板的两个表面分别维持在均匀的温度，试导出通过该大平板的导热热量计算式。 解： 热阻是并联的，因此总热阻为 导热总热量： 试说明Bi数的物理意义。及各代表什么样的换热条件?有人认为, 代表了绝热工况,你是否赞同这一观点,为什么? 答；Bi数是物体内外热阻之比的相对值。时说明传热热阻主要在边界，内部温度趋于均匀，可以用集总参数法进行分析求解；时，说明传热热阻主要在内部，可以近似认为壁温就是流体温度。认为代表绝热工况是不正确的，该工况是指边界热阻相对于内部热阻较大，而绝热工况下边界热阻无限大。 3－9 一热电偶的之值为2.094，初始温度为200C，后将其置于3200C的气流中。试计算在气流与热电偶之间的表面传热系数为58的两种情况下，热电偶的时间常数并画出两种情况下热电偶读数的过余温度随时间变化的曲线。 解：由当时， 当时， 4-2、试用数值计算证实，对方程组 用高斯-赛德尔迭代法求解，其结果是发散的，并分析其原因。 解：将上式写成下列迭代形式 假设初值为0，迭代结果如下： 迭代次数 0 1 2 3 4 0 2.5 2.625 2.09375 2.632812