传热学第四版课后习题答案.docx

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1、传热学第一章思索题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络和区分。答：导热和对流的区分在于：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；对流那么是流体各部分之间发生宏观相对位移及冷热流体的互相掺混。联络是：在发生对流换热的同时必定伴生有导热。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： 傅立叶定律：，其中，热流密度；导热系数

2、；沿x方向的温度变更率，“表示热量传递的方向是沿着温度降低的方向。 牛顿冷却公式：，其中，热流密度；外表传热系数；固体外表温度；流体的温度。 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、外表传热系数及传热系数的单位各是什么？哪些是物性参数，哪些及过程有关？答： 导热系数的单位是：W/(m.K)； 外表传热系数的单位是：W/(m2.K)； 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，其它均及过程有关。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

3、，但本章中又引入了传热方程式，并说它是“换热器热工计算的根本公式。试分析引入传热方程式的工程好用意义。答：因为在很多工业换热设备中，进展热量交换的冷、热流体也常处于固体壁面的两侧，是工程技术中常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，但水壶照旧平稳无恙。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，可以对壶底进展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外表换热系数小，壶底的热量不能很快被传走，故此壶底升温很快，简洁被烧坏。6

4、用一只手握住盛有热水的杯子，另一只手用筷子快速搅拌热水，握杯子的手会显著地感到热。试分析其缘由。答：当没有搅拌时，杯内的水的流速几乎为零，杯内的水和杯壁之间为自然对流换热，自热对流换热的外表传热系数小，当快速搅拌时，杯内的水和杯壁之间为强迫对流换热，外表传热系数大，热水有更多的热量被传递到杯壁的外侧，因此会显著地感觉到热。7 什么是串联热阻叠加原那么，它在什么前提下成立？以固体中的导热为例，探索讨有哪些状况可能使热量传递方向上不同截面的热流量不相等。答：在一个串联的热量传递过程中，假设通过每个环节的热流量都一样，那么各串联环节的总热阻等于各串联环节热阻的和。例如：三块无限大平板叠加构成的平壁。

5、例如通过圆筒壁，对于各个传热环节的传热面积不相等，可能造成热量传递方向上不同截面的热流量不相等。8.有两个外形一样的保温杯A及B，注入同样温度、同样体积的热水后不久，A杯的外外表就可以感觉到热，而B杯的外外表那么感觉不到温度的变更，试问哪个保温杯的质量较好？答：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，温度变更很小，因此几乎感觉不到热。能量平衡分析1-3淋浴器的喷头正常工作时的供水量一般为每分钟。冷水通过电热器从15被加热到43。试问电热器的加热功率是多少？为了节约能源，有人提出可以将用过后的热水温度为38送入一个换热器去加热进入淋浴器的冷水。假设该换热器能

6、将冷水加热到27，试计算承受余热回收换热器后洗澡15min可以节约多少能源？1-12 在一次测定空气横向流过单根圆管的对流换热试验中，得到以下数据：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，假设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：根据牛顿冷却公式所以 49.33W/(m.k)第二章思索题1 试写出导热傅里叶定律的一般形式，并说明其中各个符号的意义。答：傅立叶定律的一般形式为：，其中：为空间某点的温度梯度；是通过该点的等温线上的法向单位矢量，指向温度上升的方向；为该处的热流密度矢量。2 导热物体中某

7、点在x,y,z三个方向上的热流密度分别为及，如何获得该点的 热密度矢量？答：，其中分别为三个方向的单位矢量量。3 试说明得出导热微分方程所根据的根本定律。答：导热微分方程式所根据的根本定律有：傅立叶定律和能量守恒定律。4 试分别用数学语言将传热学术语说明导热问题三种类型的边界条件。答： 第一类边界条件： 第二类边界条件： 第三类边界条件：5 试说明串联热阻叠加原那么的内容及其运用条件。答：在一个串联的热量传递过程中，假设通过每个环节的热流量都一样，那么各串联环节的总热阻等于各串联环节热阻的和。运用条件是对于各个传热环节的传热面积必需相等。7.通过圆筒壁的导热量仅及内、外半径之比有关而及半径确实

8、定值无关，而通过球壳的导热量计算式却及半径确实定值有关，怎样理解？答：因为通过圆筒壁的导热热阻仅和圆筒壁的内外半径比值有关，而通过球壳的导热热阻却和球壳确实定直径有关，所以确定半径不同时，导热量不一样。6 发生在一个短圆柱中的导热问题，在以下哪些情形下可以按一维问题来处理？答：当承受圆柱坐标系，沿半径方向的导热就可以按一维问题来处理。8 扩展外表中的导热问题可以按一维问题来处理的条件是什么？有人认为，只要扩展外表瘦长，就可按一维问题来处理，你同意这种观点吗？答：只要满意等截面的直肋，就可按一维问题来处理。不同意，因为当扩展外表的截面不均时，不同截面上的热流密度不匀整，不行看作一维问题。9 肋片

9、高度增加引起两种效果：肋效率下降及散热外表积增加。因此有人认为，随着肋片高度的增加会出现一个临界高度，超过这个高度后，肋片导热热数流量反而会下降。试分析这一观点的正确性。答：错误，因为当肋片高度到达确定值时，通过该处截面的热流密度为零。通过肋片的热流已到达最大值，不会因为高度的增加而发生变更。10 在式2-57所给出的分析解中，不出现导热物体的导热系数，请你供应理论根据。答：由于式2-57所描绘的问题为稳态导热，且物体的导热系数沿x方向和y方向的数值相等并为常数。11 有人对二维矩形物体中的稳态无内热源常物性的导热问题进展了数值计算。矩形的一个边绝热，其余三个边均及温度为的流体发生对流换热。你

10、能意料他所得的温度场的解吗？答：能，因为在一边绝热其余三边为一样边界条件时，矩形物体内部的温度分布应为关于绝热边的中心线对称分布。习题平板2-6一火箭发动机燃烧室是直径为130mm的圆筒体，厚，导热系数为23.2W/(mK)。圆筒壁外用液体冷却，外壁温度为240。测得圆筒体的热流密度为106W/，其材料的最高允许温度为700。试推断该燃烧室壁面是否工作于平安温度范围内？解：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。蒸气管道外壁温度为400，渴望保温层外外表温度不超过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

11、查得导热系数为代入数据得到 所以 2-46 一厚为7cm的平壁，一侧绝热，另一侧暴露于温度为30的流体中，内热源。对流换热外表传热系数为450，平壁的导热系数为18。试确定平壁中的最高温度及其位置。第三章思索题1. 试说明集总参数法的物理概念及数学处理的特点 答：当内外热阻之比趋于零时，影响换热的主要环节是在边界上的换热实力。而内部由于热阻很小而温度趋于匀整，以致于不需要关切温度在空间的分布，温度只是时间的函数，数学描绘上由偏微分方程转化为常微分方程、大大降低了求解难度。2. 在用热电偶测定气流的非稳态温度场时,怎么才能改善热电偶的温度响应特性答：要改善热电偶的温度响应特性，即最大限度降低热电

12、偶的时间常数,形态上要降低风光比，要选择热容小的材料，要强化热电偶外表的对流换热。3. 试说明无限大平板物理概念,并举出一二个可以按无限大平板处理的非稳态导热问题 答；所谓“无限大平板，是指其长宽尺度远大于其厚度，从边缘交换的热量可以无视不计，当平板两侧换热匀整时，热量只垂直于板面方向流淌。如薄板两侧匀整加热或冷却、炉墙或冷库的保温层导热等状况可以按无限大平板处理。4. 什么叫非稳态导热的正规状态或充分开展阶段这一阶段在物理过程及数学处理上都有些什么特点 答：非稳态导热过程进展到确定程度,初始温度分布的影响就会消逝，虽然各点温度仍随时间变更,但过余温度的比值已刚好间无关，只是几何位置()和边界

13、条件(Bi数)的函数，亦即无量纲温度分布不变，这一阶段称为正规状况阶段或充分开展阶段。这一阶段的数学处理特殊便利，温度分布计算只需取无穷级数的首项进展计算。5. 有人认为,当非稳态导热过程阅历时间很长时,承受图3-7记算所得的结果是错误的.理由是： 这个图说明,物体中各点的过余温度的比值及几何位置及Bi有关,而刚好间无关.但当时间趋于无限大时,物体中各点的温度应趋近流体温度,所以两者是有冲突的。你是否同意这种看法,说明你的理由。 答：我不同意这种看法，因为随着时间的推移，虽然物体中各点过余温度的比值不变但各点温度确实定值在无限接近。这及物体中各点温度趋近流体温度的事实并不冲突。6. 试说明Bi

14、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，内部温度趋于匀整，可以用集总参数法进展分析求解；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。7. 什么是分非稳态导热问题的乘积解法,他的运用条件是什么答；对于二维或三维非稳态导热问题的解等于对应几个一维问题解的乘积，其解的形式是无量纲过余温度，这就是非稳态导热问题的乘积解法，其运用条件是恒温介质，第三类边界条件或边界温度为定值、初始

15、温度为常数的状况。8.什么是半无限大的物体半无限大物体的非稳态导热存在正规阶段吗 答：所谓“半大限大物体是指平面一侧空间无限延长的物体：因为物体向纵深无限延伸，初脸温度的影响恒久不会消退，所以半死限大物体的非稳念导热不存在正规状况阶段。9.冬天，72的铁及600的木材摸上去的感觉一样吗，为什么？10.本章的探讨都是对物性为常数的情形作出的,对物性温度函数的情形,你认为怎样获得其非稳态导热的温度场 答：从分析解形式可见，物体的无量纲过余温度是傅立叶数的负指数函数，即表示在一样尺寸及换热条件下，导温系数越大的物体到达指定温度所需的时间越短、这正说明导温系数所代表的物理含义。习题集总参数法分析36

16、一初始温度为t的物体，被置于室温为t的房间中。物体外表的放射率为，外表及空气间的换热系数为h。物体的体集积为V，参数及换热的面积为A，比热容和密度分别为c及。物体的内热阻可无视不计，试列出物体温度随时间变更的微分方程式。解：由题意知，固体温度始终匀整一样，所以可按集总热容系统处理 固体通过热辐射散到四周的热量为： 固体通过对流散到四周的热量为： 固体散出的总热量等于其焓的减小 即 315 一种火焰报警器承受低熔点的金属丝作为传热元件，当该导线受火焰或高温烟气的作用而熔断时报警系统即被触发，一报警系统的熔点为5000C，初始温度为250C。问当它突然受到6500C烟气加热后，为在1min内发生报

17、警讯号，导线的直径应限在多少以下？设复合换热器的外表换热系数为。 解：承受集总参数法得： ，要使元件报警那么 验证Bi数：，故可承受集总参数法。3-51、：要在寒冷地区埋设水管，把地球简化成半无限大的物体，冬天用较长时间内地球外表突然处于较低的平均温度这样一种物理过程来模拟。某处地层的，地球外表温度由原来均及的15突然下降到-20，并达50天之久。求：估算为使埋管上不出现霜冻而必需的最浅埋设深度。解：埋管的深度应使五十天后该处的温度仍大于等于零度。因此得，由误差函数表查得，所以。第四章离散方程的建立4-5、试将直角坐标中的常物性无内热源的二维稳态导热微分方程化为显式差分格式，并指出其稳定性条件

18、。解：常物性无内热源二维非稳态方程微分方程为 扩散项取中心差分，非稳态项取向前差分：所以有 稳定性条件 第五章复习题1、试用简明的语言说明热边界层的概念。答：在壁面旁边的一个薄层内，流体温度在壁面的法线方向上发生猛烈变更，而在此薄层之外，流体的温度梯度几乎为零，固体外表旁边流体温度发生猛烈变更的这一薄层称为温度边界层或热边界层。2、及完全的能量方程相比，边界层能量方程最重要的特点是什么？答：及完全的能量方程相比，它无视了主流方向温度的次变更率，因此仅适用于边界层内，不适用整个流体。3、式54及导热问题的第三类边界条件式217有什么区分？答：54 211式54中的h是未知量，而式217中的h是作

19、为的边界条件给出，此外217中的为固体导热系数而此式为流体导热系数，式54将用来导出一个包括h的无量纲数，只是部特别表传热系数，而整个换热外表的外表系数应当把牛顿冷却公式应用到整个外表而得出。4、式54外表，在边界上垂直壁面的热量传递完全依靠导热，那么在对流换热中，流体的流淌起什么作用？答：固体外表所形成的边界层的厚度除了及流体的粘性有关外还及主流区的速度有关，流淌速度越大，边界层越薄，因此导热的热阻也就越小，因此起到影响传热大小5、对流换热问题完好的数字描绘应包括什么内容？既然对大多数实际对流传热问题尚无法求得其精确解，那么建立对流换热问题的数字描绘有什么意义？ 答：对流换热问题完好的数字描

20、绘应包括：对流换热微分方程组及定解条件，定解条件包括，1初始条件 2边界条件 速度、压力及温度建立对流换热问题的数字描绘目的在于找出影响对流换热中各物理量之间的互相制约关系，每一种关系都必需满意动量，能量和质量守恒关系，防止在探讨遗漏某种物理因素。比拟理论5-13来流温度为20、速度为4m/s空气沿着平板流淌，在间隔 前沿点为2m处的部分切应力为多大？假设平板温度为50，该处的对流传热外表传热系数是多少？第六章复习题1、什么叫做两个现象相像，它们有什么共性？答：指那些用一样形式并具有一样内容的微分方程式所描绘的现象，假设在相应的时刻及相应的地点上及现象有关的物理量一一对于成比例，那么称为两个现

21、象相像。凡相像的现象，都有一个特殊重要的特性，即描绘该现象的同名特征数准那么对应相等。（1） 初始条件。指非稳态问题中初始时刻的物理量分布。（2） 边界条件。所探讨系统边界上的温度或热六密度、速度分布等条件。（3） 几何条件。换热外表的几何形态、位置、以及外表的粗糙度等。（4） 物理条件。物体的种类及物性。2试举出工程技术中应用相像原理的两个例子3当一个由假设干个物理量所组成的试验数据转换成数目较少的无量纲以后，这个试验数据的性质起了什么变更？4外掠单管及管内流淌这两个流淌现象在本质上有什么不同？5、对于外接收束的换热，整个管束的平均外表传热系数只有在流淌方向管排数大于确定值后才及排数无关，试

22、分析缘由。答：因后排管受到前排管尾流的影响扰动作用对平均外表传热系数的影响直到10排管子以上的管子才能消逝。6、试简述充分开展的管内流淌及换热这一概念的含义。答：由于流体由大空间进入管内时，管内形成的边界层由零开始开展直到管子的中心线位置，这种影响才不发生变法，同样在此时对流换热系数才不受部分对流换热系数的影响。7、什么叫大空间自然对流换热？什么叫有限自然对流换热？这及强迫对流中的外部流淌和内部流淌有什么异同？答：大空间作自然对流时，流体的冷却过程及加热过程互不影响，当其流淌时形成的边界层互相干扰时，称为有限空间自然对流。这及外部流淌和内部流淌的划分有类似的地方，但流淌的动因不同，一个由外在因

23、素引起的流淌，一个是由流体的温度不同而引起的流淌。 8简述射流冲击传热时被冲击外表上部特别表传热系数的分布规律9简述的物理意义数有什么区分？10对于新遇到的一种对流传热现象，在从参考资料中找寻换热的特征数方程时要留意什么？相像原理及量纲分析61 、在一台缩小成为实物1/8的模型中，用200C的空气来模拟实物中平均温度为2000C空气的加热过程。实物中空气的平均流速为，问模型中的流速应为假设干？假设模型中的平均外表传热系数为195W/(m2K)，求相应实物中的值。在这一实物中，模型及实物中流体的Pr数并不严格相等，你认为这样的模化试验有无好用价值？ 614、：下的空气在内径为76mm的直管内流淌

24、，入口温度为65，入口体积流量为，管壁的平均温度为180。 求：管子多长才能使空气加热到115。 解：定性温度，相应的物性值为： 在入口温度下，故进口质量流量：，先按计， 空气在115 时，65时，。故加热空气所需热量为： 承受教材P165上所给的大温差修正关系式：。所需管长： ，需进展短管修正。承受式5-64的关系式：，所需管长为。6-33、：直径为的电热丝及气流方向垂直的放置，来流温度为20，电热丝温度为40，加热功率为。略去其它的热损失。 求：此时的流速。解：定性温度，。先按表5-5中的第三种状况计算，侧，符合第二种情形的适用范围。故得：。第七章思索题1.什么叫膜状凝合，什么叫珠状凝合膜

25、状凝合时热量传递过程的主要阻力在什么地方？答：凝合液体在壁面上铺展成膜的凝合叫膜状凝合，膜状凝合的主要热阻在液膜层，凝合液体在壁面上形成液珠的凝合叫珠状凝合。2在努塞尔关于膜状凝合理论分析的8条假定中，最主要的简化假定是哪两条答：第3条，无视液膜惯性力，使动量方程得以简化；第5条，膜内温度是线性的，即膜内只有导热而无对流，简化了能量方程。3有人说，在其他条件一样的状况下程度管外的凝合换热确定比竖直管猛烈，这一说法确定成立？答；这一说法不愿定成立，要看管的长径比。4为什么程度管外凝合换热只介绍层流的准那么式？常压下的水蒸气在的程度管外凝合，假设要使液膜中出现湍流，试近似地估计一下程度管的直径要多

26、大答：因为换热管径通常较小，程度管外凝合换热一般在层流范围。对于程度横圆管：临界雷诺数由,查表：由，查表： 即程度管管径到达时，流淌状态才过渡到湍流。5试说明大容器沸腾的曲线中各部分的换热机理。6对于热流密度可控及壁面温度可控的两种换热忱形，分别说明限制热流密度小于临界热流密度及温差小于临界温差的意义，并针对上述两种情形分别举出一个工程应用实例。答：对于热流密度可控的设备，如电加热器，限制热流密度小于临界热流密度，是为了防止设备被烧毁，对于壁温可控的设备，如冷凝蒸发器，限制温差小于临界温差，是为了防止设备换热量下降。7试比照程度管外膜状凝合及程度管外膜态沸腾换热过程的异同。答：稳定膜态沸腾及膜

27、状凝合在物理上同属相变换热，前者热量必需穿过热阻较大的汽膜，后者热量必需穿过热阻较大的液膜，前者热量由里向外，后者热量由外向里。8从换热外表的构造而言，强化凝合换热的根本思想是什么强化沸腾换热的根本思想是什么？答：从换热外表的构造而言，强化凝合换热的根本思想是尽量减薄粘滞在换热外表上液膜的厚度，强化沸腾换热的根本思想是尽量增加换热外表的汽化核心数。9在你学习过的对流换热中外表传热系数计算式中显含换热温差的有哪几种换热方式？其他换热方式中不显含温差是否意味着及温差没有任何关系答：外表传热系数计算式中显含换热温差的有凝合换热和沸腾换热。不显含温差并不意味着及温差无关，温差的影响隐含在公式适用范围和

28、物件计算中。10在图7-14所示的沸腾曲线中，为什么稳定膜态沸腾部分的曲线会随t的增加而快速上升答：因为随着壁面过热度的增加，辐射换热的作用越加明显。习题7-10、工厂中承受的饱和水蒸汽在一金属竖直薄壁上凝合，对置于壁面另侧的物体进展加热处理。竖壁及蒸汽接触的外表的平均壁温为70，壁高1.2m宽30cm。在此条件下，一被加热物体的平均温度可以在半小时内上升30，热确定这物体的平均效容量。不考虑散热损失。解：近似地取ts=100，。，设为层流h=，及假设一样。平均热容量.7-35、水在5Pa的压力下作饱和沸腾时，要使直径为及1mm的汽泡能在水中存在并长大，加热面旁边水的过热度各为多少(利用克拉贝

29、龙方程导出最小汽泡半径算式的过程，可见本书第一版44节。)解：气泡内介质及四周流体到达热平衡时，有，即，要使气泡长大，应使，100时，有：，因此：当R1mm，第八章1什么叫黑体？在热辐射理论中为什么要引入这一概念？2温度匀整得空腔壁面上的小孔具有黑体辐射的特性，那么空腔内部壁面的辐射是否也是黑体辐射？3试说明，为什么在定义物体的辐射力时要加上半球空间及全部波长的说明？4黑体的辐射能按波长是怎样分布的？光谱汲取力的单位中分母的代表什么意义？5黑体的辐射按空间方向是怎样分布的？定向辐射强度及空间方向无关是否意味着黑体的辐射能在半球空间各方向上是匀整分布的？6什么叫光谱汲取比？在不同光源的照射下，物

30、体常呈现不同的颜色，如何说明？7对于一般物体，汲取比等于放射率在什么条件下才成立？8，说明灰体的定义以及引入灰体的简化对工程辐射传热计算的意义9黑体的辐射具有漫射特性如何理解从黑体模型温度匀整的空腔器壁上的小孔发出的辐射能也具有漫射特性呢？8-11、把地球作为黑体外表，把太阳看成是T=5800的黑体，试估算地球外表温度。地球直径为太阳直径为m,两者相距。地球对太空的辐射可视为0K黑体空间的辐射。解：如下图。地球投影面积对太阳球心的张角为：球面角。地球外表的空间辐射热平衡为：， 。8-13、从太阳投射到地球大气层外外表的辐射能经精确测定为1353W/。太阳直径为两者相距m。假设认为太阳是黑体，试

31、估计其外表温度。解：太阳看成一个点热源，太阳投射在地球上的辐射总量为又所以T=5774K第九章思索题1、试述角系数的定义。“角系数是一个纯几何因子的结论是在什么前提下得出的 答：外表1发出的辐射能落到外表2上的份额称为外表对外表2的角系数。“角系数是一个纯几何因子 的结论是在物体外表性质及外表湿度匀整、物体辐射听从兰贝特定律的前提下得出的。2、角系数有哪些特性这些特性的物理背景是什么 答：角系数有相对性、完好性和可加性。相对性是在两物体处于热平衡时，净辐射换热量为零的条件下导得的；完好性反映了一个由几个外表组成的封闭系统中。任一外表所发生的辐射能必全部落到封闭系统的各个外表上；可加性是说明从外

32、表1发出而落到外表2上的总能量等于落到外表2上各部份的辐射能之和。3、为什么计算个外表及外界之间的净辐射换热量时要承受封闭腔的模型 答：因为任一外表及外界的辐射换热包括了该外表向空间各个方向发出的辐射能和从各个方向投入到该外表上的辐射能。4、实际外表系统及黑体系统相比，辐射换热计算增加了哪些困难性 答：实际外表系统的辐射换热存在外表间的屡次重复反射和汲取，光谱辐射力不听从普朗克定律，光谱汲取比及波长有关，辐射能在空间的分布不听从兰贝特定律，这都给辐射换热计算带来了困难性。5、什么是一个外表的自身辆射、投入辐射及有效辐射有效辐射的引入对于灰体外表系统辐射换热的计算有什么作用？ 答：由物体内能转变

33、成辐射能叫做自身辐射，投向辐射表而的辐射叫做投入辐射，分开辐射外表的辐射叫做有效辐射，有效辐射概念的引入可以防止计算辐射换热计算时出现屡次汲取和反射的困难性。6、对于温度的多外表系统，试总结求解每一外表净辐射换热量的根本步骤。 答：(1)画出辐射网络图，写出端点辐射力、外表热阻和空间热阻；(2)写出由中间节点方程组成的方程组；(3)解方程组得到各点有效辐射；(4)由端点辐射力，有效辐射和外表热阻计算各外表净辐射换热量。7、什么是辐射外表热阻？什么是辐射空间热阻？网络法的实际作用你是怎样相识的？ 答：出辐射外表特性引起的热阻称为辐射外表热阻，由辐射外表形态和空间位置引起的热阻称为辐射空间热阻，网

34、络法的实际作用是为实际物体外表之间的辐射换热描绘了清楚的物理概念和供应了简洁的解题方法。8、什么是遮热板试根据自己的切身阅历举出几个应用遮热板的例子。 答：所谓遮热板是指插人两个辐射外表之间以减弱换热的薄板。如屋顶隔热板、遮阳伞都是我们生活中应用遮热板的例子。9、试述气体辐射的根本特点。10、什么是气体辐射的平均射线程长？分开了气体所处的几何空间而争辩气体的放射率及吸热比有没有实际意义？11、按式9-29当s很大时气体的趋近于1.能否认为此时的气体层具有黑体的性质？12、节中关于限制外表热阻的探讨是对图9-37所示的同心圆柱面系统进展的，其结论对于像图9-15a所示的两外表封闭系统是否也成立？

35、13、图9-39所示的电子器件机箱冷却系统中，印制板上大功率元件布置在机箱出口处，试分析其缘由。习题9-6、 试用简捷方法确定此题附图中的角系数X1,2。 实际物体外表的辐射换热9-23、两块平行放置的平板外表放射率均为0.8，温度t1=5270C及t2=270C，板间远小于板的宽度及高度。试计算：1板1的自身辐射；2对板1的投入辐射；3板1的反射辐射；4板1的有效辐射；5板2的有效辐射6板1、2间的辐射换热量。9-45、：用袒露的热电偶测定圆管气流的温度，热电偶的指示值为170。管壁温度90，气流对热节点的对流换热系数为50W/m2K，热节点外表放射率为。求：气流的真实温度及测温误差。解：，

36、 ，测温误差：。9-60、：在一个刮风的日子里，太阳投射到一幢大楼的平屋顶上的辐射能为，屋顶及温度为25的气流间的对流换热的外表传热系数为。天空可以看着为-10的黑体。屋顶材料对太阳能的汲取比为0.6，自身放射率为0.2。 求：屋顶外表在稳态下的温度。 解：稳态下屋顶所汲取的太阳能等于其向环境的字让对流及辐射换热量， 即：,由此得：， 解得： 。第十章思索题1、 所谓双侧强化管是指管内侧及管外侧均为强化换热外表得管子。设一双侧强化管用内径为di、外径为d0的光管加工而成，试给出其总传热系数的表达式，并说明管内、外外表传热系数的计算面积。 2、 在圆管外敷设保温层及在圆管外侧设置肋片从热阻分析的

37、角度有什么异同？在什么状况下加保温层反而会强化其传热而肋片反而会减弱其传热？答：在圆管外敷设保温层和设置肋片都使外表换热热阻降低而导热热阻增加，而一般状况下保温使导热热阻增加较多，使换热热阻降低较少，使总热阻增加，起到减弱传热的效果；设置肋片使导热热阻增加较少，而换热热阻降低较多，使总热阻下降，起到强化传热的作用。但当外径小于临界直径时，增加保温层厚度反而会强化传热。理论上只有当肋化系数及肋面总效率的乘积小于1时，肋化才会减弱传热。3、 重新探讨传热壁面为平壁时第二题中提出的问题。答：传热壁面为平壁时，保温总是起减弱传热的作用，加肋是否起强化传热的作用还是取决于肋化系数及肋面总效率的乘积是否人

38、于1。4、推导顺流或逆流换热器的对数平均温差计算式时做了一些什么假设，这些假设在推导的哪些环节中加以应用？探讨对大多数间壁式换热器这些假设的适用情形。5、对于三种情形，画出顺流及逆流时冷、热流体温度沿流淌方向的变更曲线，留意曲线的凹向及相对大小的关系。6、进展传热器设计时所以据的根本方程是哪些？有人认为传热单元数法不需要用到传热方程式，你同意吗？答：换热器设计所根据的根本方程有： 传热单元法将传热方程隐含在传热单元和效能之中。7、在传热单元数法中有否用到推导对数平均温差时所做的根本假设，试以顺流换热器效能的计算式推导过程为例予以说明。答：传热单元数法中也用到了推导平均温差时的根本假设，说明略o

39、8、什么叫换热器的设计计算，什么叫校核计算？答：流体及换热参数，设计一个新的换热器的过程叫做设计计算，对已有的换热器，根据流体参数计算其换热量和流体出口参数的过程叫做校核计算。9、在进展换热器的校核计算时，无论承受平均温差法还是承受传热单元数法都需要假设一种介质的出口温度，为什么此时运用传热单元数法较为便利？答：用传热单元数法计算过程中，出口温度对传热系数的影响是通过定性温度来表达的，远没有对平均温差的影响大，所以该法用于校核计算时简洁得到收敛的计算结果。10、试用简明语言说明强化单相强迫对流换热、核态沸腾及膜状凝合的根本思想。答：无相变强迫对流换热的强化思路是努力减薄边界层强化流体的扰动及混

40、合；核态沸腾换热的强化关键在于增加汽化核心数；膜状凝合换热强化措施是使液膜减薄和顺当排出凝合液。11、在推导换热器效能的计算公式时在哪些环节引入了推导对数平均温差时提出的四个假设？习题换热器设计计算10-13、一台12型壳管式换热用来冷却11号光滑油。冷却水在管内流淌，流量为3kg/s；热油入口温度为600C，。试计算：（1） 油的流量；（2） 所传递热量；（3） 所需的传热面积。 10-43、：一块外表积为A的平板埋于绝热材料中如附图所示。初始时及温度为T的气流处于平衡状态，后突然受到投入辐射G的在作用。平板对G的汲取比为1，自身辐射的放射率为，平板的热容量为mc。此时对流换热的外表传热系数

41、为h。取G=3000W/m2，1，T=300K，mc=20400J/K，h=50W/(m3.K)。 求：试按集总参数法导出平板温度随时间变更的关系式，及当平板又一次处于稳态工况时的温度值。.1 为什么冰箱结霜后，耗电量增加？ 答：冰箱结霜相当于在冰箱蒸发器和冰箱冷冻室或冷藏室之间增加了一个附加热阻。因此，要到达一样的冷冻室或冷藏室温度，必需要求更低的蒸发温度，对应的蒸发压力降低，压缩机工作压差增大，耗电量增加。 某办公室由中央空调系统维持室内恒温，尽管冬夏两季室内都是20，但感觉却不同，为什么？ 答：冬季和夏季的最大区分是室外温度不同。夏季室外温度比室内温度高，而冬季室外气温比室内低，因此冬季和夏季室内墙壁外表温度不同，夏季高而冬季低。尽管冬夏两季室内温度都是20，人体及室内空气的对流换热根本一样，但是冬季人体及墙壁的辐射换热量比夏季高得多。 3.什么是沸腾换热的临界热流密度？为什么有些换热设备需在加热热流密度低于临界热流密度状态下工作？ 答：核态沸腾及过渡沸腾交界处的热流密度峰值叫做沸腾换热的临界热流密度qcr。对于热流密度可控的换热设备，当热流密度超过qcr时，工况将跳至稳定膜态沸腾，传热温差快速上升近1000，为保证设备平安运行而不致烧毁，应限制qqcr。