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哈工大傳熱學(xué)第五版課后習(xí)題答案(已修改)

2026-06-25 21:40 本頁(yè)面

　

【正文】傳熱學(xué)習(xí)題解答與中國(guó)建筑工業(yè)出版社教材——《傳熱學(xué)》配套中原工學(xué)院緒論，即慢慢融化，試分析一下，它融化所需的熱量是由哪些途徑得到的？答：冰雹融化所需熱量主要由三種途徑得到：a、地面向冰雹導(dǎo)熱所得熱量；b、冰雹與周?chē)目諝鈱?duì)流換熱所得到的熱量；c、冰雹周?chē)奈矬w對(duì)冰雹輻射所得的熱量。，溫度降低，葉面有露珠生成，請(qǐng)分析這部分熱量是通過(guò)什么途徑放出的？放到哪里去了？到了白天，葉面的露水又會(huì)慢慢蒸發(fā)掉，試分析蒸發(fā)所需的熱量又是通過(guò)哪些途徑獲得的？答：通過(guò)對(duì)流換熱，草葉把熱量散發(fā)到空氣中；通過(guò)輻射，草葉把熱量散發(fā)到周?chē)奈矬w上。白天，通過(guò)輻射，太陽(yáng)和草葉周?chē)奈矬w把熱量傳給露水；通過(guò)對(duì)流換熱，空氣把熱量傳給露水。就你所知試分析每一種供暖方法為人們提供熱量的主要傳熱方式是什么？填寫(xiě)在各箭頭上。答：暖氣片內(nèi)的蒸汽或熱水對(duì)流換熱暖氣片內(nèi)壁導(dǎo)熱暖氣片外壁對(duì)流換熱和輻射室內(nèi)空氣對(duì)流換熱和輻射人體；暖氣片外壁輻射墻壁輻射人體電熱暖氣片：電加熱后的油對(duì)流換熱暖氣片內(nèi)壁導(dǎo)熱暖氣片外壁對(duì)流換熱和輻射室內(nèi)空氣對(duì)流換熱和輻射人體紅外電熱器：紅外電熱元件輻射人體；紅外電熱元件輻射墻壁輻射人體電熱暖機(jī)：電加熱器對(duì)流換熱和輻射加熱風(fēng)對(duì)流換熱和輻射人體冷暖兩用空調(diào)機(jī)（供熱時(shí)）：加熱風(fēng)對(duì)流換熱和輻射人體太陽(yáng)照射：陽(yáng)光輻射人體4．自然界和日常生活中存在大量傳熱現(xiàn)象，如加熱、冷卻、冷凝、沸騰、升華、凝固、融熔等，試各舉一例說(shuō)明這些現(xiàn)象中熱量的傳遞方式？答：加熱：用炭火對(duì)鍋進(jìn)行加熱——輻射換熱冷卻：烙鐵在水中冷卻——對(duì)流換熱和輻射換熱凝固：冬天湖水結(jié)冰——對(duì)流換熱和輻射換熱沸騰：水在容器中沸騰——對(duì)流換熱和輻射換熱升華：結(jié)冰的衣物變干——對(duì)流換熱和輻射換熱冷凝：制冷劑在冷凝器中冷凝——對(duì)流換熱和導(dǎo)熱融熔：冰在空氣中熔化——對(duì)流換熱和輻射換熱℃的室內(nèi)，穿單衣感到舒服，而冬季在保持同樣溫度的室內(nèi)卻必須穿絨衣，試從傳熱的觀點(diǎn)分析其原因？冬季掛上窗簾布后頓覺(jué)暖和，原因又何在？答：夏季室內(nèi)溫度低，室外溫度高，室外物體向室內(nèi)輻射熱量，故在20℃的環(huán)境中穿單衣感到舒服；而冬季室外溫度低于室內(nèi)，室內(nèi)向室外輻射散熱，所以需要穿絨衣。掛上窗簾布后，輻射減弱，所以感覺(jué)暖和。6.“熱對(duì)流”和“對(duì)流換熱”是否同一現(xiàn)象？試以實(shí)例說(shuō)明。對(duì)流換熱是否為基本傳熱方式？答：熱對(duì)流和對(duì)流換熱不是同一現(xiàn)象。流體與固體壁直接接觸時(shí)的換熱過(guò)程為對(duì)流換熱，兩種溫度不同的流體相混合的換熱過(guò)程為熱對(duì)流，對(duì)流換熱不是基本傳熱方式，因?yàn)槠渲屑扔袩釋?duì)流，亦有導(dǎo)熱過(guò)程。，夾層內(nèi)兩側(cè)鍍銀，為什么它能較長(zhǎng)時(shí)間地保持熱水的溫度？并分析熱水的熱量是如何通過(guò)膽壁傳到外界的？什么情況下保溫性能會(huì)變得很差？答：鍍銀減弱了水與內(nèi)壁的輻射換熱，而真空夾層阻止了空氣與壁之間的對(duì)流換熱，兩層玻璃之間只有輻射換熱，外層的鍍銀則減弱了外壁與外界之間的輻射作用。如果真空中滲入空氣，則保溫性能將變得很差。熱水對(duì)流換熱內(nèi)壁輻射外壁對(duì)流換熱外界空氣？答：R=Rλ/12（01）分析，在什么條件下圖02中平壁內(nèi)的溫度呈直線關(guān)系變化？什么條件下將呈曲線關(guān)系變化？答：當(dāng)λ與溫度無(wú)關(guān)時(shí)，平壁中的溫度呈直線關(guān)系變化；當(dāng)λ與溫度有關(guān)時(shí)，平壁中的溫度呈曲線變化。，爐子內(nèi)壁為耐火磚，外壁為普通紅磚，兩種磚之間有的填充保溫材料，而有的則為空氣夾層，試分析這兩種情況下由爐內(nèi)到爐外環(huán)境的散熱過(guò)程？如果是空氣夾層，空氣層的厚度對(duì)爐壁的保溫性能是否會(huì)有影響？答：中間為保溫材料的過(guò)程：兩壁與外界環(huán)境之間為對(duì)流和輻射換熱，兩壁與保溫材料之間均為導(dǎo)熱；如果是空氣夾層，則夾層中為對(duì)流換熱，空氣層的厚度與保溫性能無(wú)關(guān)，因?yàn)閷?duì)流換熱與厚度無(wú)關(guān)。第一章　導(dǎo)熱理論基礎(chǔ)℃時(shí)，銅、碳鋼（%C）、鋁和黃銅導(dǎo)熱系數(shù)的大小，排列它們的順序；隔熱保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)的數(shù)值最大為多少？列舉膨脹珍珠巖散料、礦渣棉和軟泡沫塑料導(dǎo)熱系數(shù)的數(shù)值。答：銅鋁黃銅碳鋼；（m??K）膨脹珍珠巖散料：25℃　　60300Kg/m3 　 W/（m??K）礦渣棉：　　　　30℃　　207 Kg/m3　　　　　　 W/（m??K）軟泡沫塑料：　　30℃　　41162 Kg/m3　　　 W/（m??K）？答：導(dǎo)熱物體為各向同性材料。3．(1) , q=2105(w/m2). (2) , q=2105(w/m2).4. (1) w/m2 (2) w/mρ和c，無(wú)內(nèi)熱源，試推導(dǎo)圓柱坐標(biāo)系的導(dǎo)熱微分方程式。答：、ρ和c，無(wú)內(nèi)熱源，試推導(dǎo)球坐標(biāo)系的導(dǎo)熱微分方程式。答：，初始溫度均勻并等于t0，突然將其放入一溫度恒定并等于tf的液體槽內(nèi)冷卻。已知球的熱物性參數(shù)是λ、ρ和c，球壁表面的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h，試寫(xiě)出描寫(xiě)球體冷卻過(guò)程的完整數(shù)學(xué)描述。答：，以輻射換熱將熱量散發(fā)到外部空間去，已知棒的發(fā)射率（黑度）為ε，導(dǎo)熱系數(shù)為λ，棒的長(zhǎng)度為l，橫截面面積為f，截面周長(zhǎng)為Ｕ，棒根部溫度為Ｔ0。外部空間是絕對(duì)零度的黑體，試寫(xiě)出描寫(xiě)棒溫度分布的導(dǎo)熱微分方程式和相應(yīng)的邊界條件。答： x=0 , t+273=T0第二章穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱？答：因?yàn)椴煌牧系钠奖趯?dǎo)熱系數(shù)不同。，若平壁兩側(cè)都給定第二類(lèi)邊界條件，問(wèn)能否惟一地確定平壁中的溫度分布？為什么？答：不能。因?yàn)樵趯?dǎo)熱系數(shù)為常數(shù)的無(wú)內(nèi)熱源的平壁穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱中為常數(shù)，q為定值，由求解得常數(shù)c無(wú)法確定，所以不能惟一地確定平壁中的溫度分布。，試問(wèn)（1）若平壁兩側(cè)給定第一類(lèi)邊界條件tw1和tw2，為什么這一導(dǎo)熱過(guò)程的溫度分布與平壁的材料無(wú)關(guān)？為什么？（2）相同的平壁厚度，不同的平壁材料，仍給定第一類(lèi)邊界條件，熱流密度是否相同。答：（1）因?yàn)樵谠搶?dǎo)熱過(guò)程中（2）不相同。因?yàn)椋瑸槎ㄖ担瞬煌瑒tq隨之而變。，這時(shí)壁內(nèi)溫度分布曲線的情形如何？答：圓筒壁內(nèi)的溫度分布曲線為，已知球壁導(dǎo)熱系數(shù)λ為常數(shù)，內(nèi)外表面分別保持tw1和tw2，度推導(dǎo)空心球壁導(dǎo)熱量計(jì)算公式和球壁的導(dǎo)熱熱阻。答：球體的　　　　　　　當(dāng)r=r1時(shí)，t=tw1 當(dāng)r=r2時(shí)，t=tw2對(duì)上式進(jìn)行求解得　　所以球體的溫度分布為球體的導(dǎo)熱量計(jì)算公式為Q=Aq=4 r2q,且空心球壁的導(dǎo)熱量為，導(dǎo)熱熱阻為，若已知邊界條件改為第三類(lèi)邊界條件，即已知tf1,h1和tf2,h2試推導(dǎo)通過(guò)空心球壁傳熱量的計(jì)算公式和球壁的傳熱熱阻。答：傳熱熱阻為

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