《传热学》(第五版)课后习题完整答案之绪论
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《传热学》(第五版)中国建筑工业出版社1、冰雹落体后溶化所需热量主要是由以下途径得到:与地面的导热量与空气的对流换热热量注:若直接暴露于阳光下可考虑辐射换热,否则可忽略不计。
2、略3、略4、略5、略6、夏季:在维持20℃的室内,人体通过与空气的对流换热失去热量,但同时又与外界和内墙面通过辐射换热得到热量,最终的总失热量减少。
()冬季:在与夏季相似的条件下,一方面人体通过对流换热失去部分热量,另一方面又与外界和内墙通过辐射换热失去部分热量,最终的总失热量增加。
()挂上窗帘布阻断了与外界的辐射换热,减少了人体的失热量。
7、热对流不等于对流换热,对流换热 = 热对流 + 热传导热对流为基本传热方式,对流换热为非基本传热方式8、门窗、墙壁、楼板等等。
以热传导和热对流的方式。
9、因内、外两间为真空,故其间无导热和对流传热,热量仅能通过胆壁传到外界,但夹层两侧均镀锌,其间的系统辐射系数降低,故能较长时间地保持热水的温度。
当真空被破坏掉后,1、2两侧将存在对流换热,使其保温性能变得很差。
10、11、直线而为时曲线12、 q 首先通过对流换热使炉子内壁温度升高,炉子内壁通过热传导,使内壁温度生高,内壁与空气夹层通过对流换热继续传递热量,空气夹层与外壁间再通过热传导,这样使热量通过空气夹层。
(空气夹层的厚度对壁炉的保温性能有影响,影响的大小。
)13、已知:、℃ ℃ 墙高2、8m,宽3m 求:、、、解:=℃ ℃14、已知:、、、℃、℃ 求:、、、解:15、已知:、、℃、、求:、℃16、已知:℃、℃、、℃ 求:、、解:17、已知:、、、℃ ℃、、、求:、、解:由于管壁相对直径而言较小,故可将此圆管壁近似为平壁即:=若%%因为:,即:水侧对流换热热阻及管壁导热热阻远小于燃气侧对流换热热阻,此时前两个热阻均可以忽略不记。
18、略第一章导热理论基础思考题与习题()答案:1、略2、已知:、、、求:、解:由计算可知,双Low-e膜双真空玻璃的导热热阻高于中空玻璃,也就是说双Low-e膜双真空玻璃的保温性能要优于中空玻璃。
绪论思考题与习题(89P -)答案:1. 冰雹落体后溶化所需热量主要是由以下途径得到:Q λ—— 与地面的导热量 f Q ——与空气的对流换热热量注:若直接暴露于阳光下可考虑辐射换热,否则可忽略不计。
2.略 3.略 4.略 5.略6.夏季:在维持20℃的室内,人体通过与空气的对流换热失去热量,但同时又与外界和内墙面通过辐射换热得到热量,最终的总失热量减少。
(T T 〉外内)冬季:在与夏季相似的条件下,一方面人体通过对流换热失去部分热量,另一方面又与外界和内墙通过辐射换热失去部分热量,最终的总失热量增加。
(T T 〈外内)挂上窗帘布阻断了与外界的辐射换热,减少了人体的失热量。
7.热对流不等于对流换热,对流换热 = 热对流 + 热传导 热对流为基本传热方式,对流换热为非基本传热方式 8.门窗、墙壁、楼板等等。
以热传导和热对流的方式。
9.因内、外两间为真空,故其间无导热和对流传热,热量仅能通过胆壁传到外界,但夹层 两侧均镀锌,其间的系统辐射系数降低,故能较长时间地保持热水的温度。
当真空被破坏掉后,1、2两侧将存在对流换热,使其保温性能变得很差。
10.t R R A λλ= ⇒ 1t R R Aλλ==2218.331012m --=⨯ 11.q t λσ=∆ const λ=→直线 const λ≠ 而为λλ=(t )时→曲线12. i R α 1R λ 3R λ 0R α 1f t −−→ q首先通过对流换热使炉子内壁温度升高,炉子内壁通过热传导,使内壁温度生高,内壁与空气夹层通过对流换热继续传递热量,空气夹层与外壁间再通过热传导,这样使热量通过空气夹层。
(空气夹层的厚度对壁炉的保温性能有影响,影响a α的大小。
) 13.已知:360mm σ=、0.61()Wm K λ=∙ 118f t =℃ 2187()Wh m K =∙210f t =-℃ 22124()Wh m K =∙ 墙高2.8m ,宽3m求:q 、1w t 、2w t 、φ 解:1211t q h h σλ∆=++=18(10)45.92870.61124--=++2W m111()f w q h t t =-⇒ 11137.541817.5787w f q t t h =-=-=℃ 222()w f q h t t =-⇒ 22237.54109.7124w f q t t h =+=-+=-℃ 45.92 2.83385.73q A W φ=⨯=⨯⨯=14.已知:3H m =、0.2m σ=、2L m =、45λ=()W m K ∙ 1150w t =℃、2285w t =℃求:t R λ、R λ、q 、φ解:40.27.407104532t K R W A HL λσσλλ-====⨯⨯⨯30.2 4.4441045t R λσλ-===⨯2m K W ∙3232851501030.44.44410t KW q m R λ--∆-==⨯=⨯ 3428515010182.37.40710t t KW R λφ--∆-==⨯=⨯ 15.已知:50i d mm =、 2.5l m =、85f t =℃、273()Wh m K =∙、25110Wq m =求:i w t 、φ()i w f q h t h t t =∆=-⇒iw f qt t h =+51108515573=+=℃0.05 2.551102006.7i Aq d lq Wφππ===⨯⨯=16.已知:150w t =℃、220w t =℃、241.2 3.96()W c m K =∙、1'200w t =℃求: 1.2q 、'1.2q 、 1.2q ∆解:12441.2 1.2()()100100w w t t q c ⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦44227350273203.96()()139.2100100W m ++⎡⎤=⨯-=⎢⎥⎣⎦12''441.21.2()()100100w w t t qc ⎡⎤=-⎢⎥⎢⎥⎣⎦442273200273203.96()()1690.3100100W m ++⎡⎤=⨯-=⎢⎥⎣⎦'21.2 1.2 1.21690.3139.21551.1Wq q q m ∆=-=-=17.已知:224A m =、215000()Wh m K =∙、2285()Wh m K =∙、145t =℃2500t =℃、'2285()Wk h m K ==∙、1mm σ=、398λ=()Wm K ∙求:k 、φ、∆解:由于管壁相对直径而言较小,故可将此圆管壁近似为平壁 即:12111k h h σλ=++=3183.5611101500039085-=⨯++2()W m k ∙ 383.5624(50045)10912.5kA t KW φ-=∆=⨯⨯-⨯=若k ≈2h'100k kk-∆=⨯%8583.56 1.7283.56-==% 因为:1211h h,21h σλ 即:水侧对流换热热阻及管壁导热热阻远小于燃气侧对流换热热阻,此时前两个热阻均可以忽略不记。
传热学习题_建工版V0-14 一大平板,高3m ,宽2m ,厚0.2m ,导热系数为45W/(m.K), 两侧表面温度分别为w1t 150C =︒及w1t 285C =︒ ,试求热流密度计热流量。
解:根据付立叶定律热流密度为:2w2w121t t 285150q gradt=-4530375(w/m )x x 0.2λλ⎛⎫--⎛⎫=-=-=- ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭ 负号表示传热方向与x 轴的方向相反。
通过整个导热面的热流量为:q A 30375(32)182250(W)Φ=⋅=-⋅⨯=0-15 空气在一根内经50mm ,长2.5米的管子内流动并被加热,已知空气的平均温度为85℃,管壁对空气的h=73(W/m ².k),热流密度q=5110w/ m ², 是确定管壁温度及热流量Ø。
解:热流量qA=q(dl)=5110(3.140.05 2.5) =2005.675(W)πΦ=⨯⨯ 又根据牛顿冷却公式wf hA t=h A(tt )qA Φ=∆⨯-=管内壁温度为:w f q 5110t t 85155(C)h 73=+=+=︒1-1.按20℃时,铜、碳钢(1.5%C )、铝和黄铜导热系数的大小,排列它们的顺序;隔热保温材料导热系数的数值最大为多少?列举膨胀珍珠岩散料、矿渣棉和软泡沫塑料导热系数的数值。
解:(1)由附录7可知,在温度为20℃的情况下, λ铜=398 W/(m ·K),λ碳钢=36W/(m ·K), λ铝=237W/(m ·K),λ黄铜=109W/(m ·K).所以,按导热系数大小排列为: λ铜>λ铝>λ黄铜>λ钢(2) 隔热保温材料定义为导热系数最大不超过0.12 W/(m ·K). (3) 由附录8得知,当材料的平均温度为20℃时的导热系数为:膨胀珍珠岩散料:λ=0.0424+0.000137t W/(m ·K)=0.0424+0.000137×20=0.04514 W/(m ·K);矿渣棉: λ=0.0674+0.000215t W/(m ·K)=0.0674+0.000215×20=0.0717 W/(m ·K);由附录7知聚乙烯泡沫塑料在常温下, λ=0.035~0. 038W/(m ·K)。
传热学习题_建工版V0-14 一大平板,高3m ,宽2m ,厚0.2m ,导热系数为45W/(m.K), 两侧表面温度分别为w1t 150C =︒及w1t 285C =︒ ,试求热流密度计热流量。
解:根据付立叶定律热流密度为:负号表示传热方向与x 轴的方向相反。
通过整个导热面的热流量为:0-15 空气在一根内经50mm ,长2.5米的管子内流动并被加热,已知空气的平均温度为85℃,管壁对空气的h=73(W/m ².k),热流密度q=5110w/ m ², 是确定管壁温度及热流量Ø。
解:热流量又根据牛顿冷却公式管内壁温度为:1-1.按20℃时,铜、碳钢(1.5%C )、铝和黄铜导热系数的大小,排列它们的顺序;隔热保温材料导热系数的数值最大为多少?列举膨胀珍珠岩散料、矿渣棉和软泡沫塑料导热系数的数值。
解:(1)由附录7可知,在温度为20℃的情况下,λ铜=398 W/(m ·K),λ碳钢=36W/(m ·K),λ铝=237W/(m ·K),λ黄铜=109W/(m ·K). 所以,按导热系数大小排列为: λ铜>λ铝>λ黄铜>λ钢(2) 隔热保温材料定义为导热系数最大不超过0.12 W/(m ·K). (3) 由附录8得知,当材料的平均温度为20℃时的导热系数为:膨胀珍珠岩散料:λ=0.0424+0.000137t W/(m ·K)=0.0424+0.000137×20=0.04514 W/(m ·K);矿渣棉: λ=0.0674+0.000215t W/(m ·K)=0.0674+0.000215×20=0.0717 W/(m ·K);由附录7知聚乙烯泡沫塑料在常温下, λ=0.035~0. 038W/(m ·K)。
由上可知金属是良好的导热材料,而其它三种是好的保温材料。
传热学课后习题答案第五版传热学是热力学的一个重要分支,研究物体内部和物体之间的热量传递过程。
在传热学课程中,习题是巩固理论知识和培养解决实际问题能力的重要环节。
本文将根据《传热学课后习题答案第五版》的内容,探讨一些相关问题。
1. 对流传热问题:对流传热是指通过流体的运动来传递热量的过程。
在习题中,我们经常会遇到对流传热的计算问题。
例如,一个热水器中的水被加热,如何计算水的温度分布和对流传热速率?首先,我们需要根据热水器的温度和流体的热导率等参数,利用传热学的基本方程来计算水的温度分布。
然后,根据流体的流速和流体的热容等参数,利用对流传热的基本方程来计算对流传热速率。
最后,将这两个结果结合起来,就可以得到问题的答案。
2. 辐射传热问题:辐射传热是指通过电磁波辐射来传递热量的过程。
在习题中,我们经常会遇到辐射传热的计算问题。
例如,一个黑体表面的辐射率是多少?一个物体在给定温度下的辐射传热速率是多少?对于第一个问题,我们可以利用黑体的定义和辐射能量的基本关系来计算黑体表面的辐射率。
对于第二个问题,我们可以利用斯特藩-玻尔兹曼定律来计算物体的辐射传热速率。
这些计算需要一些数学和物理知识,但是通过习题的练习,我们可以掌握这些计算方法。
3. 导热传热问题:导热传热是指通过物体内部的分子热运动来传递热量的过程。
在习题中,我们经常会遇到导热传热的计算问题。
例如,一个材料的导热系数是多少?一个材料在给定温度梯度下的导热传热速率是多少?对于这些问题,我们可以利用导热传热的基本方程来计算导热系数和导热传热速率。
这些计算需要一些材料科学和热力学知识,但是通过习题的练习,我们可以掌握这些计算方法。
总结起来,传热学课后习题答案第五版涵盖了对流传热、辐射传热和导热传热等方面的问题。
通过解答这些习题,我们可以巩固理论知识,培养解决实际问题的能力。
传热学是一个重要的学科,它在工程、物理、化学等领域都有广泛的应用。
通过学习传热学,我们可以更好地理解和应用热力学的原理,为解决实际问题提供有力的支持。
传热学习题_建工版V0-14 一大平板,高3m ,宽2m ,厚,导热系数为45W/, 两侧表面温度分别为w1t 150C =︒及w1t 285C =︒ ,试求热流密度计热流量。
解:根据付立叶定律热流密度为:2w2w121t t 285150q gradt=-4530375(w/m )x x 0.2λλ⎛⎫--⎛⎫=-=-=- ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭ 负号表示传热方向与x 轴的方向相反。
通过整个导热面的热流量为:q A 30375(32)182250(W)Φ=⋅=-⋅⨯=0-15 空气在一根内经50mm ,长米的管子内流动并被加热,已知空气的平均温度为85℃,管壁对空气的h=73(W/,热流密度q=5110w/ m2, 是确定管壁温度及热流量。
解:热流量qA=q(dl)=5110(3.140.05 2.5) =2005.675(W)πΦ=⨯⨯ 又根据牛顿冷却公式wf hA t=h A(tt )qA Φ=∆⨯-=管内壁温度为:w f q 5110t t 85155(C)h 73=+=+=︒1-1.按20℃时,铜、碳钢(%C )、铝和黄铜导热系数的大小,排列它们的顺序;隔热保温材料导热系数的数值最大为多少列举膨胀珍珠岩散料、矿渣棉和软泡沫塑料导热系数的数值。
解:(1)由附录7可知,在温度为20℃的情况下,λ铜=398 W/(m ·K),λ碳钢=36W/(m ·K), λ铝=237W/(m ·K),λ黄铜=109W/(m ·K). 所以,按导热系数大小排列为: λ铜>λ铝>λ黄铜>λ钢(2) 隔热保温材料定义为导热系数最大不超过 W/(m ·K).(3) 由附录8得知,当材料的平均温度为20℃时的导热系数为:膨胀珍珠岩散料:λ=+ W/(m ·K)=+×20= W/(m ·K);矿渣棉: λ=+ W/(m ·K)=+×20= W/(m ·K);由附录7知聚乙烯泡沫塑料在常温下, λ=~0. 038W/(m ·K)。
西安建筑科技大学《传热学》第五版复习资料----课后重点习题答案绪论思考题与习题(89P -)答案:1. 冰雹落体后溶化所需热量主要是由以下途径得到:Q λ—— 与地面的导热量 f Q ——与空气的对流换热热量注:若直接暴露于阳光下可考虑辐射换热,否则可忽略不计。
6.夏季:在维持20℃的室内,人体通过与空气的对流换热失去热量,但同时又与外界和内墙面通过辐射换热得到热量,最终的总失热量减少。
(T T 〉外内) 冬季:在与夏季相似的条件下,一方面人体通过对流换热失去部分热量,另一方面又与外界和内墙通过辐射换热失去部分热量,最终的总失热量增加。
(T T 〈外内) 挂上窗帘布阻断了与外界的辐射换热,减少了人体的失热量。
9.因内、外两间为真空,故其间无导热和对流传热,热量仅能通过胆壁传到外界,但夹层 两侧均镀锌,其间的系统辐射系数降低,故能较长时间地保持热水的温度。
当真空被破坏掉后,1、2两侧将存在对流换热,使其保温性能变得很差。
15.已知:50i d mm =、 2.5l m =、85f t =℃、273()Wh m K =•、25110Wq m =求:i w t 、φ()i w f q h t h t t =∆=-⇒i w f qt t h =+51108515573=+=℃0.05 2.551102006.7i Aq d lq W φππ===⨯⨯=17.已知:224A m =、215000()Wh m K =•、2285()Wh m K =•、145t =℃2500t =℃、'2285()Wk h m K ==•、1mm σ=、398λ=()Wm K •求:k 、φ、∆解:由于管壁相对直径而言较小,故可将此圆管壁近似为平壁 即:12111k h h σλ=++=3183.5611101500039085-=⨯++2()W m k • 383.5624(50045)10912.5kA t KW φ-=∆=⨯⨯-⨯=若k ≈2h'100k k k -∆=⨯%8583.561.7283.56-==% 因为:1211h h ,21h σλ 即:水侧对流换热热阻及管壁导热热阻远小于燃气侧对流换热热阻,此时前两个热阻均可以忽略不记。
绪论1.试以生活和生产实践中的例子说明导热、对流换热、辐射换热现象?2.夏季在维持20℃内,穿单衣感到舒适,而冬季在保持同样温度的室内却必须穿绒衣, 从传热的观点分析其原因?冬季挂上窗帘布后顿觉暖和,原因又何在?3.热对流和对流换热是否同一现象?试以实例说明。
对流换热是不是基本传热方式?4.试述暖水瓶从热水到室内的散热过程(一般瓶胆为镀银真空夹层玻璃)?5.面积为122m 壁的总导热热阻与它单位面积上的热阻之比为多少?6.利用式(0-1)分析,在什么条件下图0-2中平壁内的温度呈直线关系变化?7.一燃气加热炉,炉子内壁为耐火砖,外壁为普通红砖,两种砖之间有的填充保温材料 而有的则为空气夹层,试分析这两种情况下由炉内到炉外环境的散热过程?8.求房屋外墙的散热量q 以及它的内外表面温度1w t 和2w t 已知:δ=360mm ,室外温度2f t -10℃, 室内温度1f t =18℃,墙的λ=0.61W/m.℃,内表面换热系数1α=8.7W/m.℃, 表面2α=24.5W/m 2.℃。
9.一大平板,高3m, 宽2m ,厚0.02m ,导热系数为45W/m.℃,两侧表面温度分别为1t =1500℃,及2t =285℃,试求该板的热阻、单位面积热阻、热流通量及热流量。
10.空气在一根内径50mm,长2.5m 的管子内流动并被加热,已知空气平均温度为85℃,管壁对空气的α=73W/m.℃,热流通量q =5110W/2m 。
,试确定管壁温度及热流量。
11.已知两平行平壁,壁温分别为1t =50℃,2t =20℃,辐射系数 1.2C =3.96,求每平方米的 辐射换热量W/2m 。
若1t 增加到200℃,辐射换热量变化了多少?12.燃气热水加热器传热面积为242m ,管内热水1α=5000W/m 2.℃,管外燃气2α=85W/m.℃,.已知燃气平均温度1f t =500℃,热水2f t =45℃,求此加热器的传热系数W/m.℃,传热量W 。
第一章、一、基本概念主要包括导热、对流换热、辐射换热的特点及热传递方式辨析。
1、冬天,经过在白天太阳底下晒过的棉被,晚上盖起来感到很暖和,并且经过拍打以后,效果更加明显。
试解释原因。
答:棉被经过晾晒以后,可使棉花的空隙里进人更多的空气。
而空气在狭小的棉絮空间里的热量传递方式主要是导热,由于空气的导热系数较小(20℃,1.01325×105Pa 时,空气导热系数为0.0259W/(m ·K),具有良好的保温性能。
而经过拍打的棉被可以让更多的空气进入,因而效果更明显。
2、夏季在维持20℃的室内工作,穿单衣感到舒适,而冬季在保持22℃的室内工作时,却必须穿绒衣才觉得舒服。
试从传热的观点分析原因。
答:首先,冬季和夏季的最大区别是室外温度的不同。
夏季室外温度比室内气温高,因此通过墙壁的热量传递方向是出室外传向室内。
而冬季室外气温比室内低,通过墙壁的热量传递方向是由室内传向室外。
因此冬季和夏季墙壁内表面温度不同,夏季高而冬季低。
因此,尽管冬季室内温度(22℃)比夏季略高(20℃),但人体在冬季通过辐射与墙壁的散热比夏季高很多。
根据上题人体对冷感的感受主要是散热量的原理,在冬季散热量大,因此要穿厚一些的绒衣。
3、试分析室内暖气片的散热过程,各环节有哪些热量传递方式?以暖气片管内走热水为例。
答:有以下换热环节及热传递方式(1)由热水到暖气片管到内壁,热传递方式是对流换热(强制对流);(2)由暖气片管道内壁至外壁,热传递方式为导热;(3)由暖气片外壁至室内环境和空气,热传递方式有辐射换热和对流换热。
4、冬季晴朗的夜晚,测得室外空气温度t 高于0℃,有人却发现地面上结有—层簿冰,试解释原因(若不考虑水表面的蒸发)。
解:如图所示。
假定地面温度为了T e ,太空温度为T sky ,设过程已达稳态,空气与地面的表面传热系数为h ,地球表面近似看成温度为T c 的黑体,太空可看成温度为T sky 的黑体。
传热学习题_建工版V0-14 一大平板,高3m ,宽2m ,厚0.2m ,导热系数为45W/(m.K), 两侧表面温度分别为w1t 150C =︒及w1t 285C =︒ ,试求热流密度计热流量。
解:根据付立叶定律热流密度为:2w2w121t t 285150q gradt=-4530375(w/m )x x 0.2λλ⎛⎫--⎛⎫=-=-=- ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭ 负号表示传热方向与x 轴的方向相反。
通过整个导热面的热流量为:q A 30375(32)182250(W)Φ=⋅=-⋅⨯=0-15 空气在一根内经50mm ,长2.5米的管子内流动并被加热,已知空气的平均温度为85℃,管壁对空气的h=73(W/m ².k),热流密度q=5110w/ m ², 是确定管壁温度及热流量Ø。
解:热流量qA=q(dl)=5110(3.140.05 2.5) =2005.675(W)πΦ=⨯⨯ 又根据牛顿冷却公式wf hA t=h A(tt )qA Φ=∆⨯-=管内壁温度为:w f q 5110t t 85155(C)h 73=+=+=︒1-1.按20℃时,铜、碳钢(1.5%C )、铝和黄铜导热系数的大小,排列它们的顺序;隔热保温材料导热系数的数值最大为多少?列举膨胀珍珠岩散料、矿渣棉和软泡沫塑料导热系数的数值。
解:(1)由附录7可知,在温度为20℃的情况下,λ铜=398 W/(m ·K),λ碳钢=36W/(m ·K), λ铝=237W/(m ·K),λ黄铜=109W/(m ·K). 所以,按导热系数大小排列为: λ铜>λ铝>λ黄铜>λ钢(2) 隔热保温材料定义为导热系数最大不超过0.12 W/(m ·K). (3) 由附录8得知,当材料的平均温度为20℃时的导热系数为: 膨胀珍珠岩散料:λ=0.0424+0.000137t W/(m ·K) =0.0424+0.000137×20=0.04514 W/(m ·K); 矿渣棉: λ=0.0674+0.000215t W/(m ·K) =0.0674+0.000215×20=0.0717 W/(m ·K);由附录7知聚乙烯泡沫塑料在常温下, λ=0.035~0. 038W/(m ·K)。
传热学第五版课后习题答案(1)传热学习题_建工版V0-14 一大平板,高3m ,宽2m ,厚0.2m ,导热系数为45W/(m.K), 两侧表面温度分别为w1t 150C =︒及w1t 285C =︒ ,试求热流密度计热流量。
解:根据付立叶定律热流密度为:2w2w121t t 285150q gradt=-4530375(w/m )x x 0.2λλ⎛⎫--⎛⎫=-=-=- ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭ 负号表示传热方向与x 轴的方向相反。
通过整个导热面的热流量为:q A 30375(32)182250(W)Φ=⋅=-⋅⨯=0-15 空气在一根内经50mm ,长2.5米的管子内流动并被加热,已知空气的平均温度为85℃,管壁对空气的h=73(W/m ².k),热流密度q=5110w/ m ², 是确定管壁温度及热流量Ø。
解:热流量qA=q(dl)=5110(3.140.05 2.5) =2005.675(W)πΦ=⨯⨯ 又根据牛顿冷却公式wf hA t=h A(t t )qA Φ=∆⨯-=管内壁温度为:w f q 5110t t 85155(C)h 73=+=+=︒1-1.按20℃时,铜、碳钢(1.5%C )、铝和黄铜导热系数的大小,排列它们的顺序;隔热保温材料导热系数的数值最大为多少?列举膨胀珍珠岩散料、矿渣棉和软泡沫塑料导热系数的数值。
解:(1)由附录7可知,在温度为20℃的情况下,λ铜=398 W/(m ·K),λ碳钢=36W/(m ·K),λ铝=237W/(m ·K),λ黄铜=109W/(m ·K). 所以,按导热系数大小排列为: λ铜>λ铝>λ黄铜>λ钢(2) 隔热保温材料定义为导热系数最大不超过0.12 W/(m ·K). (3) 由附录8得知,当材料的平均温度为20℃时的导热系数为:膨胀珍珠岩散料:λ=0.0424+0.000137t W/(m ·K)=0.0424+0.000137×20=0.04514 W/(m ·K); 矿渣棉: λ=0.0674+0.000215t W/(m ·K)=0.0674+0.000215×20=0.0717 W/(m ·K);由附录7知聚乙烯泡沫塑料在常温下, λ=0.035~0. 038W/(m ·K)。
传热学习题_建工版V0-14 一大平板,高3m ,宽2m ,厚0.2m ,导热系数为45W/(m.K), 两侧外表温度分别为w1t 150C =︒及w1t 285C =︒ ,试求热流密度计热流量。
解:根据付立叶定律热流密度为:2w2w121t t 285150q gradt=-4530375(w/m )x x 0.2λλ⎛⎫--⎛⎫=-=-=- ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭ 负号表示传热方向与x 轴的方向相反。
通过整个导热面的热流量为:q A 30375(32)182250(W)Φ=⋅=-⋅⨯=0-15 空气在一根内经50mm ,长2.5米的管子内流动并被加热,已知空气的平均温度为85℃,管壁对空气的h=73(W/m ².k),热流密度q=5110w/ m ², 是确定管壁温度及热流量Ø。
解:热流量qA=q(dl)=5110(3.140.05 2.5) =2005.675(W)πΦ=⨯⨯ 又根据牛顿冷却公式wf hA t=h A(tt )qA Φ=∆⨯-=管内壁温度为:w f q 5110t t 85155(C)h 73=+=+=︒1-1.按20℃时,铜、碳钢〔1.5%C 〕、铝和黄铜导热系数的大小,排列它们的顺序;隔热保温材料导热系数的数值最大为多少?列举膨胀珍珠岩散料、矿渣棉和软泡沫塑料导热系数的数值。
解:(1)由附录7可知,在温度为20℃的情况下,λ铜=398 W/(m ·K),λ碳钢=36W/(m ·K),λ铝=237W/(m ·K),λ黄铜=109W/(m ·K). 所以,按导热系数大小排列为: λ铜>λ铝>λ黄铜>λ钢(2) 隔热保温材料定义为导热系数最大不超过0.12 W/(m ·K). (3) 由附录8得知,当材料的平均温度为20℃时的导热系数为:膨胀珍珠岩散料:λ=0.0424+0.000137t W/(m ·K)×20=0.04514 W/(m ·K);矿渣棉: λ=0.0674+0.000215t W/(m ·K)×20=0.0717 W/(m ·K);由附录7知聚乙烯泡沫塑料在常温下, λ=0.035~0. 038W/(m ·K)。
绪 论思考题与习题(89P -)答案:1. 冰雹落体后溶化所需热量主要是由以下途径得到:Q λ—— 与地面的导热量 f Q ——与空气的对流换热热量注:若直接暴露于阳光下可考虑辐射换热,否则可忽略不计。
6.夏季:在维持20℃的室内,人体通过与空气的对流换热失去热量,但同时又与外界和内墙面通过辐射换热得到热量,最终的总失热量减少。
(T T 〉外内)冬季:在与夏季相似的条件下,一方面人体通过对流换热失去部分热量,另一方面又与外界和内墙通过辐射换热失去部分热量,最终的总失热量增加。
(T T 〈外内)挂上窗帘布阻断了与外界的辐射换热,减少了人体的失热量。
7.热对流不等于对流换热,对流换热 = 热对流 + 热传导 热对流为基本传热方式,对流换热为非基本传热方式 8.门窗、墙壁、楼板等等。
以热传导和热对流的方式。
9.因内、外两间为真空,故其间无导热和对流传热,热量仅能通过胆壁传到外界,但夹层 两侧均镀锌,其间的系统辐射系数降低,故能较长时间地保持热水的温度。
当真空被破坏掉后,1、2两侧将存在对流换热,使其保温性能变得很差。
10.t R R A λλ= ⇒ 1t R R A λλ== 2218.331012m --=⨯11.q t λσ=∆ const λ=→直线 const λ≠ 而为λλ=(t )时→曲线12. i R α 1R λ 3R λ 0R α 1f t −−→ q首先通过对流换热使炉子内壁温度升高,炉子内壁通过热传导,使内壁温度生高,内壁与空气夹层通过对流换热继续传递热量,空气夹层与外壁间再通过热传导,这样使热量通过空气夹层。
(空气夹层的厚度对壁炉的保温性能有影响,影响a α的大小。
) 13.已知:360mm σ=、0.61()Wm K λ=• 118f t =℃ 2187()Wh m K =•210f t =-℃ 22124()Wh m K =• 墙高2.8m ,宽3m求:q 、1w t 、2w t 、φ 解:1211t q h h σλ∆=++=18(10)45.9210.361870.61124--=++2W m111()f w q h t t =-⇒ 11137.541817.5787w f q t t h =-=-=℃222()w f q h t t =-⇒ 22237.54109.7124w f q t t h =+=-+=-℃ 45.92 2.83385.73q A W φ=⨯=⨯⨯=14.已知:3H m =、0.2m σ=、2L m =、45λ=()W m K • 1150w t =℃、2285w t =℃求:t R λ、R λ、q 、φ解:40.27.407104532t K R W A HL λσσλλ-====⨯⨯⨯30.24.4441045t R λσλ-===⨯2m K W •3232851501030.44.44410t KW q m R λ--∆-==⨯=⨯ 3428515010182.37.40710t t KW R λφ--∆-==⨯=⨯ 15.已知:50i d mm =、 2.5l m =、85f t =℃、273()Wh m K =•、25110Wq m =求:i w t 、φ()i w f q h t h t t =∆=-⇒i w f qt t h =+51108515573=+=℃0.05 2.551102006.7i Aq d lq Wφππ===⨯⨯=16.已知:150w t =℃、220w t =℃、241.2 3.96()W c m K =•、1'200w t =℃求: 1.2q 、'1.2q 、 1.2q ∆解:12441.2 1.2()()100100w w t t q c ⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦ 44227350273203.96()()139.2100100W m ++⎡⎤=⨯-=⎢⎥⎣⎦12''441.21.2()()100100w w t t qc ⎡⎤=-⎢⎥⎢⎥⎣⎦442273200273203.96()()1690.3100100W m ++⎡⎤=⨯-=⎢⎥⎣⎦'21.2 1.2 1.21690.3139.21551.1Wq q q m ∆=-=-=17.已知:224A m =、215000()Wh m K =•、2285()Wh m K =•、145t =℃2500t =℃、'2285()Wk h m K ==•、1mm σ=、398λ=()Wm K •求:k 、φ、∆解:由于管壁相对直径而言较小,故可将此圆管壁近似为平壁 即:12111k h h σλ=++=3183.5611101500039085-=⨯++2()W m k • 383.5624(50045)10912.5kA t KW φ-=∆=⨯⨯-⨯=若k ≈2h'100k k k -∆=⨯%8583.561.7283.56-==% 因为:1211h h ,21h σλ 即:水侧对流换热热阻及管壁导热热阻远小于燃气侧对流换热热阻,此时前两个热阻均可以忽略不记。
传热学习题解答与中国建筑工业出版社教材——《传热学》配套中原工学院能环学院2006.5.30绪论1.冰雹落地后,即慢慢融化,试分析一下,它融化所需的热量是由哪些途径得到的?答:冰雹融化所需热量主要由三种途径得到:a、地面向冰雹导热所得热量;b、冰雹与周围的空气对流换热所得到的热量;c、冰雹周围的物体对冰雹辐射所得的热量。
2.秋天地上草叶在夜间向外界放出热量,温度降低,叶面有露珠生成,请分析这部分热量是通过什么途径放出的?放到哪里去了?到了白天,叶面的露水又会慢慢蒸发掉,试分析蒸发所需的热量又是通过哪些途径获得的?答:通过对流换热,草叶把热量散发到空气中;通过辐射,草叶把热量散发到周围的物体上。
白天,通过辐射,太阳和草叶周围的物体把热量传给露水;通过对流换热,空气把热量传给露水。
3.现在冬季室内供暖可以采用多种方法。
就你所知试分析每一种供暖方法为人们提供热量的主要传热方式是什么?填写在各箭头上。
答:暖气片内的蒸汽或热水对流换热暖气片内壁导热暖气片外壁对流换热和辐射室内空气对流换热和辐射人体;暖气片外壁辐射墙壁辐射人体电热暖气片:电加热后的油对流换热暖气片内壁导热暖气片外壁对流换热和辐射室内空气对流换热和辐射人体红外电热器:红外电热元件辐射人体;红外电热元件辐射墙壁辐射人体电热暖机:电加热器对流换热和辐射加热风对流换热和辐射人体冷暖两用空调机(供热时):加热风对流换热和辐射人体太阳照射:阳光辐射人体4.自然界和日常生活中存在大量传热现象,如加热、冷却、冷凝、沸腾、升华、凝固、融熔等,试各举一例说明这些现象中热量的传递方式?答:加热:用炭火对锅进行加热——辐射换热冷却:烙铁在水中冷却——对流换热和辐射换热凝固:冬天湖水结冰——对流换热和辐射换热沸腾:水在容器中沸腾——对流换热和辐射换热升华:结冰的衣物变干——对流换热和辐射换热冷凝:制冷剂在冷凝器中冷凝——对流换热和导热融熔:冰在空气中熔化——对流换热和辐射换热5.夏季在维持20℃的室内,穿单衣感到舒服,而冬季在保持同样温度的室内却必须穿绒衣,试从传热的观点分析其原因?冬季挂上窗帘布后顿觉暖和,原因又何在?答:夏季室内温度低,室外温度高,室外物体向室内辐射热量,故在20℃的环境中穿单衣感到舒服;而冬季室外温度低于室内,室内向室外辐射散热,所以需要穿绒衣。