传热学第五版第14章习题解答.doc

《传热学》（第五版）第0章-第3 章习题解答 第0章 绪论 0-4、解答题略。 0-6 答:对流换热和对流不是同一现象. 热对流是指:若流体有宏观运动，且内部存在温差，则由于流体各部分之间发生相对位移，冷热流体相互掺混而产生的热量传递现象，简称对流.如热空气往上升时,把热量传给上部空间的冷空气的流动属于对流. 对流换热是指流体在与它温度不同的壁面上流动时，二者之间（流体与壁面之间）产生的热量交换现象。它是导热与热对流同时存在的复杂热传递过程。 如暖气片周围的空气受热后,沿着教室墙壁的流动;热水在热力管道内的流动等属于对流换热. 0-6 答:首先,冬季和夏季的最大区别在于室外温度的不同.夏季室外温度比室内温度高,因此通过墙壁的热量传递是由室外传向室内.而冬季室外气温比较比室内低, 通过墙壁的热量传递是由室内传向室外.因此冬季和夏季墙壁内表面的温度不同,夏季高而冬季低.因此人体在冬季通过辐射而与墙壁的散热比夏季高很多.人对冷暖感觉的衡量指标是散热量的大小而不是温度的高低,即当人体散热量少时感到热, 人体散热量多时感到冷. 拉上窗帘后顿觉暖和,是因为窗帘起到了保温层的作用,减少了通过窗户向外散失的热量,故顿觉暖和! 0-9 答:真空玻璃夹层:阻止热传导和对流换热; 夹层内镀银:反射辐射热; 热量如何通过瓶胆传到外界: 略 瓶胆的玻璃尖嘴打破变得很差,因为空气进入夹层后,会由于空气与瓶胆壁面之间的对流换热而引起热量散失. 0-13：解：(m2·K)/W W/(m2·K) W/m2 ∵ ∴ ℃ 又∵ ∴ ℃ =385.73 W 0-14：解： K/W (面积为A2的平板表面上的热阻) (m2·K)/W （单位面积热阻） W/m2 W 0-15：解： ∵ ∴ ℃ 0-17：解： （1） (m2·K)/W W/(m2·K) W （2） W 误差 （3）可以忽略，因为厚度很小，金属的导热系数较大，则导热热阻很小。故可以忽略。 第一章 导热理论基础 1-4：前提是假定所研究的物体是各向同性的连续介质，其导热系数比热容c，和密度均为已知，并假定物体内具有内热源。 1-5 （1） K/m W/m2 温度分布图: （2） K/m W/m2 1-6：解：（1） W/m2 ∴平板一侧： 平板另一侧： W/m2 (2)根据式（1-20），导热微分方程应为： 即： W/m3 则平壁有内热源，其强度为 W/m3 1-9 解： 由于对称受热，在球坐标系中为常物性一维无内热源非稳态导热问题， 分析厚度为的微元球的导热： 忽略高阶小量得微元球净导热： 微元球内能增量 由能量守恒定律 于是得导热微分方程 ： （1） 边界条件： （中心无热流，绝热）（2） （第三类边界条件）（3） 注意：本题的导热微分方程也可由教材P19页：式（1-25）化简得出。 1-10 稳态导热 2-5 推导空心球壁导热量计算公式和球壁的导热热阻。 解： 2-6 推导第三类边界条件下球壁传热量计算公式和球壁的导热热阻。 解： (2) (3) 联立（1）、（2）、（3）消去、得： 2-8 答案：15.1℃或15.08 ℃ 2-9 解：未加贴硬泡沫塑料时： W/(m2·K) 加贴硬泡沫塑料时： 根据题意： 即： 或: 0.091m≈91mm 2-10 解：以平壁的平均温度计算保温层的导热系数： W/(m.K) 依题意： =147mm 即保温层的厚度应大于0.147m。 2-11 答案: 504 mm 2-13 解： (m2.K)/W W/(m2·K) W/m2 2-14解： (m2.K)/W W/(m2.K) =29.94×（250-60）=5689 W/m2 W/m2 W/(m2.K) W/(m2.K) =30.03×（250-60）=5706 W/m2 W/m2 W/(m2.K) W/(m2.K) =36.10×（250-60）= 6859 W/m2 W/m2 答：三种方案的传热量分别增加了1，17，1171 W/m2 ，第三种方案最有效。 2-17 mm