重庆大学传热学第十章

重庆⼤学_837传热学⼀_《传热学》（第⼀版）王厚华模拟题（2套）_考研专业课分析模拟试题⼀⼀、填空题（共20分，每⼩题2分）1.传热过程是由导热、A、B三种基本传热⽅式组合形成的。

2.导热微分⽅程式是根据热⼒学第⼀定律和 A定律所建⽴起来的描写物体的温度随 B 变化的关系式。

3.对流换热过程是靠 A和 B 两种作⽤来完成热量传递的。

4.⽓体只能辐射和吸收某⼀定波长范围的能量，即⽓体的辐射和吸收具有明显的A。

5.对服从兰贝特定律的物体，辐射⼒E与任意⽅向辐射强度I之间的关系式为 A 。

6.热⽔瓶的双层玻璃中抽真空是为了 A 。

7.⾃然对流换热在 A 条件下发⽣关于特征长度的⾃模化现象。

8.有效辐射包括 A 和 B 两部分能。

9.不稳态导热采⽤有限差分⽅法求解温度场，节点的隐式差分⽅程是采⽤ A 差分⽅法获得的，此差分⽅程 B 稳定性条件。

10.常物性流体管内受迫流动的充分发展段，沿管长流体的断⾯平均温度在常壁温边界条件下呈 A 规律变化。

⼀、判断题，对的画√，错的画×（共10分，每⼩题2分）1.流体外掠光滑管束换热时，第⼀排管⼦的平均表⾯传热系数最⼤。

（）2.为减少保温瓶的辐射散热，将瓶胆的两层玻璃之间抽成真空。

（）3.⽔在⽔平圆管内受迫流动，管外是空⽓⾃然对流，为强化传热应把肋⽚安装在圆管外表⾯。

（）4.由两种不同材料制成的⼤平壁紧密接触时进⾏稳态导热过程，若已知121223,t t t t δδδ==->-，则 12<λλ。

（） 5. 有⼀冷凝器，饱和蒸汽在管外凝结成饱和液体，冷却⽔在管内流，则其平均温差m t ?与流动⽅式⽆关。

（）⼆、解释名词与基本概念（20分，每⼩题4分）1. 温度梯度2. 努谢尔特准则及其物理本质3. 肋⽚效率4. 辐射强度5. 传热过程三、简答及说明题（共40分，每⼩题8分）1. 为什么潮湿的多孔材料的导热系数不但⽐⼲多孔材料的导热系数⼤，⽽且还⽐⽔的导热系数⼤？2. 流体在管内受迫流动换热的其它条件相同时，直管和弯管（如螺旋管）何者换热强？为什么？3. 试说明Bi 数的物理意义。

(5)
将(2)代入(5), 得 : d (t ) ktdA d (t ) 分离变量得 : k dA t t x d ( t ) Ax 积分得 : ' k dA t 0 t
(6)
t '和t x 分别表示A 0和A Ax处的温差。积分得：
• 当以肋表面Ao为计算依据时，虽然式(10-6a)的ko有所 降低，但肋化面积Ao大大增加；
• 若以光侧面积Ai为计算依据时，由式(10-6b)所确定的 传热系数ki比原先光表面的大大增加； • 因此，无论是以Ao还是以Ai为面积依据，通过肋壁的传 热量Φ比通过光壁面的传热量都大大增加，这说明
加肋之后可以强化传热。 • 由式(10-6a)，(10-6b)还可看出，当表面不加肋时， Ao=Ai，此时η o=1，β =1，则： 1 圆筒肋壁(圆管外加肋片)
再次强调指出，引入传热过程及传热系数的目的是因为 在工业换热器中一般壁温的测量比较困难，而流体平均温 度tf则较容易测量。 10.1.2.通过圆筒壁的传热过程计算 单根圆管，计算式为 t fi t fo (10-2) Ao ko (t fi t fo ) d 1 1 1 ห้องสมุดไป่ตู้ln o hid i l 2 l d i hod ol 其中ko为以圆管外表面面积Ao=πdol 为计算依据的传热系数
⑥ 对同种流体(热流体或冷流体)而言，不能既有相变换热 又有单相介质换热
对数平均温差的推导： ① Δtm的定义及物理意义：以顺流换热器为例，如图10-20。 微元面积dAx处的换热量为：
图10-20b顺流时平均温差的推导
微元面积dAx处的换热量如下计算：
d x kt x dAx
总换热量

（2） 管壳式换热器 由管子和外壳构成。
（2） 管壳式换热器 由管子和外壳构成。
2壳程、4管程换热器
管壳式换热器结构牢固可靠、耐高温高压。
列管式冷凝器实例
波纹管换热器
波纹换热管
（3） 肋片管式换热器 由带肋片的管束构成的换热装置。
肋片管式换热器适用于管内液体和管外气体之间 的换热，且两侧表面传热系数相差较大的场合。
（4） 板翅式换热器 由金属板和波纹板形翅片层叠、交错焊接而成。
板翅式换热器结构紧凑、传热系数高。
（5） 板式换热器 由若干片压制成型的波纹状金属板叠加而成。
（5） 板式换热器
1 ,2 介质 3 环行孔道
垫圈 4 板片密封
垫圈 5 激光切焊
焊缝 6 焊接密封
流道
特点：结构紧凑 ,占用空间小；传热系数高 ；端部温差小(可达1℃); 热损失小 ，热效率高(≥98%); 适应性面式，在工程中最常用 混合式—适用于冷热流体为同类介质的场合 回热式(蓄热式) —适用于气体与气体间的换热,
为非稳态过程
2. 按表面的紧凑程度分: 紧凑式与非紧凑式 紧凑程度用当量直径d e (d h) 或传热面积密度 β来衡量 (β---单位体积中的传热面积)
kAo hi Ai 2 l di ho Ao
ri r0
通过肋壁的传热系数
10-2 换热器的类型
换热器：换热器也称热交换器，是把热量从一种 介质传给另一种介质的设备
换热器广泛应用于广泛应用于化工、能源、机械、 交通、制冷空调、航空航天以及日常生活等各个领 域。
换热器不仅是保证某些工艺流程和条件而广泛采用 的设备，也是开发利用工业二次能源，实现余热回 收和节能利用的主要设备。
紧凑式—β≥700m2/m3, 或dh≤6mm 层流换热器—β＞3000m2/m3, 或100μm ≤dh≤1mm 微型换热器–β＞15000m2/m3, 或100μm≤dh≤1mm

第10章 热辐射的基本定律
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是一个理想的比较标准，它的定义便 于对实际物体的辐射问题进行分析。
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W/(m2 sr)
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多孔金属板
6.改变能量传递方式：对流－辐射板
7.靠外力产生振荡，强化传热：
对流－辐射板
二、削弱传热的原则
1.覆盖热绝缘材料： （1）泡沫热绝缘材料： （2）超细粉末热绝缘材料： （3）真空热绝缘层：
保温瓶中的 真空热绝缘层
2.改变表面状况和材料结构： （1）采用选择性涂层增强对投入辐射的吸收， 同时削弱本身对环境的辐射换热损失： （2）附加抑制对流的元件： （3）在保温材料表面或内部添加憎水剂： （4）利用空气夹层隔热：
第二种情况：
h hc hr
物体处在对流与辐射热平衡状态：
tam t w t f
天空tam 0C
qc qr
结霜时地面温度 w 0C t
qr
qc
空气t f 0C
冬季地面结霜过程的热平衡
第三节 传热的增强和削弱
传热量计算式： ＝KAt
增加（降低）传热系数 增加（降低）传热面积 增加（降低）传热温差
换热器性能评价指标： 热力学性能、传热性能、阻力性能、机械性能、可靠性、经济性等
换热器性能评价方法： a.单一性能评价
传热量 消耗功率 性能指标 c.传热面积与其他性能比的评价—— 传热面积
b.传热量与功率消耗比的评价——
d.能量转换和利用性能比的评价
第十章重点： 1.肋壁传热和复合传热的计算
2.强化传热和削弱传热的手段 3.换热器及其计算
h2 A2 t w2 t f 2 h2 A2t w2,m t f 2
肋间面积 肋片面积 肋片平均温度
h2 A2t w 2,m t f 2 t w 2,m t f 2 肋片效率： f t w 2 t f 2 h2 A2 t w2 t f 2

第十章 传 热 和 换 热 器 第一节通过肋壁的传热图10-1 通过肋壁传热Φ = 1h 1A (1f t -1w t ) (1) Φ =δλ1A (1w t -2w t ) (2) Φ = 2h 2A '(2w t -2f t )+2h 2A ''(m w t ,2-2f t ) (3) 肋片效率222,222222,222)()(f w f m w f w f m w f t t t t t t A h t t A h --=-''-''=η (4)Φ= 2h (2A ' +2A ''f η) (2w t -2f t ) = 2h 2A η (2w t -2f t ) (5) 肋壁总效率η=222A A A f η''+' 。

肋壁传热公式： Φ =ηλδ221112111A h A A h t t f f ++- =ηλδ2211211A h A h t t f f ++- 1A W （10-1）Φ = 1k 1A (21f f t t -) W （10-2）1k --光壁面面积1A 为基准的传热系数1k =ηβλδ21111h h ++ W/(2m ·K) （10-3）12A A =β 2k --2A 为基准的传热系数，用2k 表示，即Φ = 2212112211A h A A A h A t t f f ηλδ++- =ηβλδβ212111h h t t f f ++-2A = 2k 2A (21f f t t -) （10-4） 式中： 2k =ηβλδβ21111h h ++ W/(2m ·K) （10-5）对1k 热阻 )(f R +λδ对2k 热阻 βλδ)(f R +第二节复合换热时的传热计算图10-2 复合换热对流与辐射并存的换热称为“复合换热”对流换热： c q = c h (w t -f t ) W/2m (1)辐射换热： r q =εb C ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛44100100m a w T T W/2m (2) r q = b C ⋅εfw m a w t t T T -⎥⎦⎤⎢⎣⎡-44)100()100( (w t -f t )=r h (w t -f t ) W/2m (3)r h =εbC 84410-⨯--fw m a w T T T T (10-6)复合换热热：q = c q +r q = (c h +r h )(w t -f t )= h (w t -f t ) （10-7）[例10-3] 计算某寒冷地区中空玻璃窗传热系数，已知数据列表如下：[解]窗的散热过程可分为3段，即（1）热由室内传给双层窗内侧玻璃；（2）通过空气层；（3）由外侧璃窗传给室外。

1 2
1、强化辐射换热的主要途径有两种： (1) 增加表面黑度； (2) 增加角系数。
2、削弱辐射换热的主要途径有三种： (1) 降低表面黑度； (2) 降低角系数； (3) 加入遮热板。
遮热板：在两辐射换热面之间放置的一黑度很小 的，用于削弱辐射换热的薄板。
22
遮热原理：通过在热路中增加热阻来减少辐射换热量。
)4
式中，Cb=5.67 W/(m2K4) ，为黑体的辐射系数。
实际物体的辐射力------引入修正系数(黑度)
8
黑度ε：实际物体的辐射力与同温度下黑体辐
射力之比。
E
Eb
式中，Eb为黑体的辐射力，E为实际物体的辐射力。
f (物体本身的性质 )
实际物体的辐射力为：E
Eb
Cb
(T 100
)4
1
热辐射穿过气体层时的衰减
30
2.火焰辐射的特点
火焰中含有固体微粒 火焰辐射类似于固体辐射 可视为灰体处理
31
思考题
教材P154.思考题10-2、10-4、10-5
32
本章小结
热辐射的本质及特点； 黑度、黑体及灰体等概念； 四次方定律； 有效辐射的概念；角系数的性质； 两灰体表面间的辐射换热计算(两种特例)； 辐射换热的增强与削弱
1 A1 X 1,2
A1 X1,2
A2 X 2,1
黑体间的辐射换热网络图
式中，1/A1X1,2为空间辐射热阻，其大小完全取决于物体表面间的几何 关系，而与物体表面的性质无关，故是所有物体均具有的辐射热阻。
16
三、灰体表面的有效辐射
17
有效辐射 本身辐射反射辐射
表面1的有效辐射：
J1 E1 1G1 1Eb1 (11)G1 表面1与外界的辐射换热：

(2)
d dx T x L k q k L h iT ,i T s,i

qLh iT ,i T s,i
(3)

q L h o T s ,o T ,o h iT s ,i T ,iT s 4 ,o T s 4ky
Rco,nhvchW 1t2694 K4 W
The resistance to heat transfer by radiation may be obtained by first noting that the cell forms a three-surface enclosure for which the sidewalls are reradiating.
The cell forms an enclosure that may be classified as a horizontal cavity heated from below, and the appropriate form of the Rayleigh number is
R e 1 qR c 1 o R n c 1 d o R n r 1 v a hd c
Example 12.1
The rear window of an automobile is of thickness L=8mm and height H=0.5m and contains fine-meshed heating wires that can induce nearly volumetric heating. Consider steady-state conditions for which the interior surface of the window is exposed to air at 10 ℃, while the exterior surface is exposed to air at -10 ℃ and a very cold sky with an effective temperature of -33 ℃. The air moves in parallel flow over the surface with a velocity of 20m/s. Determine the volumetric heating rate needed maintain the interior window surface at Ts,i=15℃.

（2）浓度扩散的两种基本方式 分子扩散： 分子扩散：在浓度梯度作用下由分子运动而引 起的质量传递过程。 起的质量传递过程。 对流扩散： 对流扩散：在浓度梯度存在的情况下由宏观对流 而引起的质量传递过程。 而引起的质量传递过程。 （3）混合物的浓度
mA mB , ρB = kg/m3 质量浓度ρ ： ρ A = V V nA nB 3 , cB = kmol/m 物质的量浓度c ：cA = V V 对于理想气体， 对于理想气体， piV = ni RT pi ci = R = 8.314 J/(mol ⋅ K) RT
（4）通量密度 定义： 定义 ： 单位时间内在垂直于扩散方向单位面积上 通过的某组分的物质的数量称为该组分的通量密度 通过的某组分的物质的数量称为该组分的通量密度。 通量密度。 质量通量密度： 质量通量密度： 单位时间内在垂直于扩散方向单位面积上通过的 某组分的质量， 表示，单位为kg/(m 某组分的质量，用Mi 表示，单位为kg/(m2·s) 。 物质的量通量密度（摩尔通量密度 物质的量通量密度（摩尔通量密度）： 通量密度） 单位时间内在垂直于扩散方向单位面积上通过的 某组分的物质的量（摩尔数量） 表示， 某组分的物质的量（摩尔数量），用Ni 表示，单位为 kmol/(m2·s) 。
D dp w D dpw D dpw cwx Nw = − + cwx ⋅ = − − RT dx RT dx RT dx cAx
cwx pw pw pA = cwx = , cAx = cAx pA RT RT D pw + pA dpw D p0 dpw Nw = − =− RT pA dx RT p0 − pw dx
dpA dp w =− dx dx
由于空气几乎不溶于水， 由于空气几乎不溶于水，不 能向水中扩散，在水面处， 能向水中扩散，在水面处，空气 的分压力梯度接近于零。 的分压力梯度接近于零。但由于 筒口处的空气分压力大于水面处， 筒口处的空气分压力大于水面处， 必然有空气不断从筒口向下扩散， 必然有空气不断从筒口向下扩散， 会使水面处的空气越来越多。 会使水面处的空气越来越多。为 了维持稳定的扩散过程， 了维持稳定的扩散过程，一定存 在一股自下而上的混合气流， 在一股自下而上的混合气流，其 中携带的空气量正好等于向下扩 散的空气量，即在任一截面处， 散的空气量，即在任一截面处， 都有 D dpA

重庆大学_837传热学一_《传热学》（第一版）王厚华复习题_考研专业课.doc第一章概论一、填空题1.热量传递的三种基本方式为_______ 、________ 、 _____________ 。

(热传导、热对流、热辐射)2.热流量是指____________ ,单位是__________________ o热流密度是指 _____________ ,单位是___________ 。

(单位时间内所传递的热量，W，单位传热面上的热流量，W/m2)3.总传热过程是指_____________ ，它的强烈程度用_____________ 來衡量。

(热S从温度较岛的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程，总传热系数)4.总传热系数是指_____________ ,单位是____________ 。

(传热温差为1K时，单位传热面积在单位时间内的传热量，W/(m2? K))5.导热系数的单位是_____________ :对流传热系数的单位是_____________ :传热系数的单位是_______________ o(W/(m ? K), W/(m2? K), W / (m2? K))6.复合传热是指_______________ ,复合传热系数等于______________________ 之和，单位是____________ 0(对流传热与辐射传热之和，对流传热系数与辐射传热系数之和，W/(m2 - K))7.单位面积热阻n的单位是_____________ :总面积热阻R t的单位是_____________ o(m2.K/W, K7W)8.单位面积导热热阻的表达式为_________ 。

(6/入)9.单位面积对流传热热阻的表达式为__________ 。

(1/h)10.总传热系数K与单位而积传热热阻G的关系为____________ 。

(r t= 1 /K)11.总传热系数K与总面积A的传热热阻R t的关系为 ____________ 。

硕士研究生招生考试自命题科目考试大纲
科目代码、名称:
专业类别：
学术型□专业学位
适用专业:
建筑学
一、基本内容
1、绪论
热能传递的三种基本方式；传热过程和传热系数。
2、导热与稳态导热
导热基本定律——傅里叶定律； 导热微分方程及定解条件；典型一维稳态导热问题的分析解； 通过平壁的导热；通过复合平壁的导热；通过肋壁的导热； 二维稳态导热。
三、主要参考书目
《传热学》，王厚华，重庆大学出版社，2006，11；
《传热学》第四版，杨世铭、陶文铨编著，高等教育出版社，2006.08
10、传热过程分析与换热器的热计算
传热过程的分析和计算；换热器的类型；换热器中传热过程平均温差的计算；间壁式换热器的热设计； 热量传递过程的控制(强化与削弱)。
二、考试要求（包括考试时间、总分、考试方式、题型、分数比例等）
考试时间3小时；试卷总分为150分；闭卷考试；题型主要包括：填空题、问答题和计算题；填空题10~15道，每道2~4分，约40分；问答题5～6道，每题10～15分，约70分；计算题2～4道，每题10～15分，约40分。
3、非稳态热传导
非稳态导热的基本概念；典型一维物体非稳态导热的分析解；无限大平壁的瞬态导热；半无限大平壁的瞬态导热；简单几何形状物体多维非稳态导热的分析解。
4、热传导问题的数值解法
有限差分法；有限元法；稳态导热的数值计算；非稳态导热的数值计算。
5、对流传热的理论基础
对流传热概说；对流传热问题的数学描写； 边界层型对流传热问题的数学描写；流体外掠平板传热层流分析解及比拟理论。
6、单相对流传热的实验关联式
管内受迫对流换热；外掠圆管对流换热；自然对流换热。
本定律和辐射特性

------ 第十章思考题1、 所谓双侧强化管是指管内侧与管外侧均为强化换热表面得管子。

设一双侧强化管用内径为d i 、外径为d 0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、外表面传热系数的计算面积。

01100001101111000010111112)/l n (1112)/l n (1βπβπηβληβηβππληβπo d d d h d d d d h k d h d d d h t算面积为管外表面传热系数得计算面积为管内表面传热系数得计传热系数：得以管内表面为基准得＝答：由传热量公式：++=++∆Θ 2、 在圆管外敷设保温层与在圆管外侧设置肋片从热阻分析的角度有什么异同？在什么情况下加保温层反而会强化其传热而肋片反而会削弱其传热？答：在圆管外敷设保温层和设置肋片都使表面换热热阻降低而导热热阻增加，而一般情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，起到削弱传热的效果；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与肋面总效率的乘积小于1时，肋化才会削弱传热。

3、 重新讨论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，保温总是起削弱传热的作用，加肋是否起强化传热的作用还是取决于肋化系数与肋面总效率的乘积是否人于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？讨论对大多数间壁式换热器这些假设的适用情形。

5、对于22112211221m1q c q c q c q c q c c q m m m m m =<≥及、三种情形，画出顺流与逆流时冷、热流体温度沿流动方向的变化曲线，注意曲线的凹向与c q m 相对大小的关系。

6、进行传热器设计时所以据的基本方程是哪些？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：换热器设计所依据的基本方程有：m m m t KA t t c q t t c q ∆="-'="-'=)()(22221111φ 传热单元法将传热方程隐含在传热单元和效能之中。

单个物体
辐射
黑体
四大定律
①辐射特性
实际物体 ②吸收特性
③二者关系
多个物体
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3. 热辐射特点 （1）不依赖物质的相互接触而传递； （2）热传递过程有两次能量转化； （3）T 0K时时存在。
二、物体吸收、反射和穿透
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吸收、反射、穿透

ln( d2
2
/ d1)
l
电位差计
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3
2020/2/29
4
2020/2/29
※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※
5
第七章 热辐射基本定律及物体的辐射特性
§1 辐射基本概念
一、本质和特点 1. 本质：电子受激或振动
发电磁波
方法不同
不同波长电磁波
热的原因
热辐射
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X

lgGr Pr
lg
gV tl3
v2
Pr
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l是试件的外径
测定
t
、
w
t
f
、
I、
V
链接
2
IV
链接
I 2V1
V 201 103V2
电位差计
tw1 tw2 ln( d2 / d1 )
2 l
tw2

tw1



13
3. 绝对透明体： 1
简单了解
可见光反射好
※雪 红外线吸收好
红外线吸收相同
白布、黑布 可见光吸收不同
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第一章绪论§1 — 1 概述一、基本概念1 、传热学：传热学是研究热量传递规律的学科。

1)物体内只要存在温差，就有热量从物体的高温部分传向低温部分；2)物体之间存在温差时，热量就会自发的从高温物体传向低温物体。

由于自然界和生产技术中几乎均有温差存在，所以热量传递已成为自然界和生产技术中一种普遍现象。

2 、热量传递过程：根据物体温度与时间的关系，热量传递过程可分为两类：（ 1 ）稳态传热过程；（ 2 ）非稳态传热过程。

1）稳态传热过程（定常过程）：凡是物体中各点温度不随时间而变的热传递过程均称稳态传热过程。

2）非稳态传热过程（非定常过程）：凡是物体中各点温度随时间的变化而变化的热传递过程均称非稳态传热过程。

各种热力设备在持续不变的工况下运行时的热传递过程属稳态传热过程；而在启动、停机、工况改变时的传热过程则属非稳态传热过程。

二、讲授传热学的重要性及必要性1 、传热学是热工系列课程教学的主要内容之一，是热能动力专业必修的专业基础课。

是否能够熟练掌握课程的内容，直接影响到后续专业课的学习效果。

2 、传热学在生产技术领域中的应用十分广泛。

如：热能动力学、环境技术、材料学、微电子技术、航空航天技术存在着大量的传热学问题，而且起关键性作用。

随着大规模集成电路集成温度的不断提高，电子器件的冷却问题越显突出。

例如： 20 世纪 70 ～ 90 年代，集成电路芯片的功率从 10w/c ㎡～ 100w/c ㎡，产生的热量增大，若热量不能及时的散发出去（冷却），会使芯片温度升高，而影响电子器件的寿命及工作可靠性。

因此，电子器件有效散热是获得新产品的关键。

例如：航天飞机在重返地球时以当地音速的 15 ～ 20 倍的极高速度进入大气层，由于飞行器与空气的相对运动，在表面产生剧烈的摩擦加热现象，使气流局部温度达 5000 ～ 15000k ，为保证飞行器安全飞行，有效的冷却和隔热方法的研究是其关键的问题。

3 、传热学的发展和生产技术的进步具有相互依赖和相互促进的作用。

第一章1.下列哪几种传热过程不需要有物体的宏观运动? （）答案:辐射;导热2.如果水冷壁的管子内表面结了一层水垢，其他条件不变，管壁温度与无水垢时相比将：（）答案:提高3.在稳态传热过程中，传热温差一定，如果希望系统传热量增大，则不能采用下述哪种手段? ( )答案:增大系统热阻4.若已知对流传热系数为78 W/(·K)，则其单位面积对流传热热阻为多少? ( )答案:1/78 ·K/W5.单位时间通过单位面积的热量称为什么?一般用什么符号表示? ( )答案:热流密度，q第二章1.下列各参数中，属于物性参数的是 ( )。

答案:导温系数;导热系数2.温度梯度表示温度场内的某一点等温面上什么方向的温度变化率( )答案:法线方向3.温度升高时，气体的导热系数一般所温度会发生怎样的变化( )答案:增大4.导热物体中不同温度的等温面将（）答案:不相交5.固体表面增设肋片后，其实际散热量与假设整个肋表面处于肋基温度下的散热量的比值为（）答案:肋片效率第三章1.工程中采用集总参数法的条件是 ( )。

答案:Bi≤0.12.非稳态导热过程中在热量传递方向上不同位置处的导热量是( )答案:处处不同3.通过无内热源、常物性、对称第一类边界条件的平壁非稳态导热正规状况阶段，温度分布包括以下特性( )答案:仅和Fo和x/δ相关4.周期性边界温度条件下，无限大平壁内不同位置的温度波动（）答案:具有相同的周期5.导热微分方程适用范围是（）答案:一维无内热源常物性非稳态导热第四章1.关于导热问题的数值解法，下列说法正确的是（）。

答案:采用隐式差分格式的节点离散方程对步长没有限制，一定能够得到收敛的解;区域离散时，如果网格划分得越细密，不连续的节点温度的集合就越逼近精确解;高斯-赛德尔迭代法与简单迭代法的不同之处在于每次迭代时总是使用节点温度的最新值;就发展的成熟程度及应用的广泛性而言，有限差分法是导热问题数值求解的主要方法2.关于建立节点离散方程的热平衡法和泰勒级数展开法，下列说法错误的是（ )。

1 ∂ ∂w 1 ∂ 2 w ∂ 2 w ∂w v ∂w ∂w ∂p ∂w ρ +u + + w = ρ fz − +µ + 2 r + 2 2 ∂ ∂ r r ∂ ∂ z ∂ z r ∂ r ∂ r r ∂ ∂z τ θ θ
在二维 二维、 二维、稳态情况下： 稳态
3. 传热方程← 传热方程←能量守恒定律
∂ ρ c p t d V = − ∫ ρ c p tv ⋅ n d A − ∫ q ⋅ n d A + ∫ Φ d V + ∫ Φ V d V ∫ ∂τ V A A V V
控制体内能变化率
流体流入带进的能量
内热源项
经过边界导入的热量 高斯散度定理
粘性耗散热量
∂u ∂v ∂w + + = 0, ∂x ∂y ∂z 1 ∂ (ur ) ∂v ∂w + + =0 r ∂r r∂θ ∂z
2. 运动方程(N-S方程)←动量守恒定律
取控制体 控制体：体积 V、表面积A，表面法 控制体 向单位矢量为n，流体密度ρ，流经表面速度 v ，单位面积上表面力为τ，单位质量力为 f，由动量守恒定理 动量守恒定理有 动量守恒定理 控制体内动量变化率 =
qr
qθ
qz
在球坐标系中， 在球坐标系中，
q = −λ ∂t ∂t ∂t i −λ j −λ k ∂r r ∂ϕ r sin ϕ∂θ
qr
qϕ
qθ
单位时间内， 单位时间内，经等温面上的面积A传递的总热量称为热流 传递的总热量称为热流 热流量： ： 率或热流量
∂t Φ = ∫ qdA = − ∫ λ ( )dA ∂n A A

16
平行平板间的辐射换热
从基尔霍夫定律得出如下结论
动力
➢ 辐射力大的物体，其吸收比就越大。 ➢ 同温度下黑体的辐射力最大。 ➢ 由黑度定义，可得基尔霍夫定律的另一表达式：
E
Eb
➢ 它说明：在热平衡条件下，任意物体对黑体的吸收比 等于同温度下该物体的黑度。
➢ 对灰体，无论是否处于热平衡，其吸收比恒等于同温 度下的黑体。
动力
导出:1859年,基尔霍夫定律用热力学方法导出了发射辐射与吸收辐射 二者之间的联系(即基尔霍夫定律定律)。
推导:用两块无限大平板间的热力学平衡方法。如图所示，板1时黑体，
板2是任意物体，参数分别为Eb, T1 以及E, , T2，则当系统处于热平
衡时，可导得
E
Eb
表述：在热平衡条件下， 任何物体的辐射力与它对 黑体的吸收率之比恒等于 同温度下黑体的辐射力。
E1
C0
( T )4 100
0.825.67 ( 273 27)4 100
376.6
W / m2
钢板在627°C对其辐射力为
E1
C0
(T 100
)
4
0.825.67 ( 273 627)4 100
30504.7
W / m2
12
实际物体、黑体和灰体的辐射能量光谱
动力
13
某些工业材料的黑度
材料 红砖 耐火砖 钢板(氧化的) 钢板(抛光的) 铝(氧化的) 铝(抛光的) 铜(氧化的) 铜(抛光的) 铸铁(氧化的) 铸铁(抛光的)
3
10-1 热辐射的基本概念
动力
热辐射的本质及特点 辐射:物体向外发射电磁波的现象. 热辐射:由于热的原因向外发射电磁波（图）及（热