传热学第一章答案第四版-杨世铭-陶文铨汇总-推荐文档

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建议收藏下载本文，以便随时学习！ 传热学习题集 第一章 思考题 ．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系和区别。 1 答：导热和对流的区别在于：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；对流则是流体各部分之间发生宏观相对位移及冷热流体的相互掺混。联系 是：在发生对流换热的同时必然伴生有导热。 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。 ．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 2 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。 qdt dt   dx ，其中，－热流密度；－导热系数；－沿 x  q dx 答： ① 傅立叶定律： 方向的温度变化率，－表示热量传递的方向是沿着温度降低的方向。 “” qhtt wf 牛顿冷却公式：  () q h ，其中，－热流密度；－表面传热系数； ② t w t f －固体表面温度； －流体的温度。 qT 斯忒藩－玻耳兹曼定律： ③   4 q ，其中，－热流密度；－斯忒藩－玻耳  T 兹曼常数；－辐射物体的热力学温度。 ．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 3 有关？ 答：导热系数的单位是：；表面传热系数的单位是： ①② W/(m.K)W/(m 2 ；传 ③ .K) 热系数的单位是： W/(m 程有关。 2 。这三个参数中，只有导热系数是物性参数，其它均与过 .K) ．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 4 以通过其中任何一个环节来计算（过程是稳态的），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基本公式。试分析引入传热方程式的工程实用意义。 “” 答：因为在许多工业换热设备中，进行热量交换的冷、热流体也常处于固体壁面的两 侧，是工程技术中经常遇到的一种典型热量传递过程。 ．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 5 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。 ．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 6 感到热。试分析其原因。 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， 自热对流换热的表面传热系数小，当快速搅拌时，杯内的水和杯壁之间为强制对流换 热，表面传热系数大，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。 ．什么是串联热阻叠加原则，它在什么前提下成立？以固体中的导热为例，试讨论有哪 7