[工学]传热学课后答案【第五版】[精]【完整整合版】.doc

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1、绪论思考题与习题（）答案：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。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、

2、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

3、：、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。34略5 6已知：、/m2、求：（1）、 （2）解：（1） （2）由 7略8略9取如图所示球坐标，其为无内热源一维非稳态导热 故有： 10解：建立如图坐标，在x=x位置取dx长度微元体

4、，根据能量守恒有： （1） 代入式（1），合并整理得：该问题数学描写为： 第二章稳态导热思考题与习题（P51-53）答案1.略 2.略 3.解：（1）温度分布为 (设) 其与平壁的材料无关的根本原因在 （即常物性假设），否则t与平壁的材料有关 （2）由 知，q与平壁的材料即物性有关4.略 5.解： 有： 6.略7.已知： , , 求：Q解： ，可认为该墙为无限大平壁 8.已知：， 求：解： 由 得一无限平壁的稳态导热 9.已知：， 求： 解： 设两种情况下的内外面墙壁温度保持不变， 且 由题意知： 再由： ，有 得： 10.已知：， 求： 解： 即有 11.已知：， 求： 解： 由题意知： 即

5、有： 12.已知：， 求： 解：由题意知其为多层平壁的稳态导热 故有： 13.略14.已知：1）， 2） 3） 求： 解： 未变前的 1） 2） 3) ，第三种方案的强化换热效果最好 15.已知：，其余尺寸如下图所示， 求： 解：该空斗墙由对称性可取虚线部分，成为三个并联的部分 16.已知：， ， 求：1）; 2) : 3) . 解：1） 2) 3）由 得 同理： 17.已知： 求： 解：忽略管壁热阻 （管内外壁温不变） 由题意知： 即： （代入上式） 即： 即热损失比原来减小21.7%。18.已知： ， 求： 解： 19.已知： ， 求： 解： 整理得： 或：,故有 20.已知：， 求： 解

6、： 或： ,故有： 21.略 22.略23. 解： 解微分方程可得其通解： 由此得温度分布（略）24.已知： ， 求： 解： 25.已知：， 求：解： 26.已知：，其他条件同25题求：解： 27.已知： 求： 解：（1） （2） 28.已知： ， 求： 解： 查图得： 每片肋片的散热量为 每米肋片管的散热量为： 为两肋片间的表面的散热量 29.略30.已知：，求：解： , 31.已知：， 求： 解： 32.已知： , 求： 解： 33.已知：， 求： 解：由，查表得， 再由 ，得 第三章 非稳态导热1.略 2.略 3.略 4.略5.已知： 求： 解： 同理：6.略7.已知：，（康铜） 求：

7、解：由 故满足集总参数法的求解条件，有： 8.已知：， 求： 解： 满足集总参数法的求解条件，故有： 9.略10.已知：， 求： 解：假设可使用集总参数法，故有： 由 满足集总参数法的计算，上述假设成立。11.已知： 求： 解： 查表得： 即： 12.已知：，求：解： 对于正六面体有： 由 查图有： 13.已知：， 缺少、求： 解：按 查表得：、由 得 均为层流 图略15. 已知：、求：、解：由查表得 图略16. 略17. 略18. 已知：、求：、解：按 查表得：、由 全板长均为层流 19. 略20. 略21. 已知： 层流 求：解：由动量积分方程有：式右即: 即 即有：两边积分有： ，22.

8、 略23. 已知： 求：解：由边界层特点知 得： 、 、 24. 略25. 略 ，26. 略 ，27. 略 28. 已知：、求：解：按 查表得：、有：知：=，且几何相似得： 而： 29. 略30. 已知：，求：（1）是否相似（2）如何相似 解：（1），且为同类流体 ， 再： 有：得：即：知：两者流态不相似（2）若要相似，需即：而：，带入上式有：即：要使两者相似，两者的质量流量之比应为31. 略32. 略33. 略34. 略第六章 单相流体对流换热及准则关联式1、（1）、不同。夏季热面朝下，冬季冷面朝下（相当于热面朝上）。（2）、不同。流动情况及物性不同。（3）、有影响，高度为其定型尺寸。（4）

9、、在相同流速下，d大Re大大 （） 在相同流量下，d大Re小小 （）（5）、略2、略3、不可以，其不满足边界层类型换热问题所具备的4个特征。4-15、略16.已知： 求： 解：，满足管长条件 设： 则： 按查表有： 相比较知：，故原假设不合理，重新假设：，重复上述步骤，直至，符合计算精度要求，结果略。17.已知： 求： 解： 按查表得： 管内流动处于旺盛紊流（1）按迪图斯-贝尔特公式计算 （2）按西得-塔特公式计算： 18.已知： 求： 解： 由知： 按查表得： 假设管内流动为紊流， 而 另： 得： 而： 原假设成立 再由： 得： 且有：，满足计算关联式的要求。19.已知： 求： 解：设有：，

10、即 按查表有：得： ，取： 有： 再由：得： ，与假设不符，重新假设的值，重复上述的步骤，直至计算得满足要求的值。结果略！20.略21.已知：，求： 解：取 可按查取物性： 有： 且： 取： 22.已知：求：解：设 按查表得： 由：得 再由： 得： ，与假设不符，重新假设的值，重复上述的步骤，直至计算得满足要求的值。结果略！23.略24.已知： 求： 解：按查表得：知：由： 得： 若为光滑量，则有：知： 相比较有：25.已知： 求： 解：按查表得： 知：，层流 而：，则： 得： 26.已知：求：解：按查表得： 知：，过渡流27.已知：求：解：按查表得： 而： 故可有： 28.已知： 求： 解：

11、按查表得： 有：得：故有：再由：得： 再按：查表得： 计算得（步骤同上）： 有： 29.略 30.略31.已知：求：解：按查表得： 查表知：,即： 再由：得： 32.已知：求：解：按查表得：按查表得：有：查表得：，即：33.已知：求： 解：按查表得：有：按查表得：，即：34.已知：求： 解：按查表得：有：查表有：35.已知：求： 解：按查表得：有： 查表有： 36.已知：求：解：按查表得：有：对于叉排查表得：对于顺排有：37-39.略40.已知：求： 解：按查表得： 故有： 查表得： 作为常壁温处理的原因：在水中的自然对换热。41.已知：求： 解：按查表得： 故有： 查表得： 42.已知：求：

12、解：按查表得： 故有： 查表得： 43.同42题的解法。 解： 故有： 查表得： 44.已知：求：解：按查表得： 故有： 即： 查表得： 45.略46.已知： 求：解： 按查表得： 有：按查表（空气）得： 故有： 根据自模化有： 得： 再按查表（水）得： 同理得： 由此可以看出：方案2可以大大减小模型的尺寸。47.已知： 求： 解：设,按查表得： 查表有： 重新设,按查表得： 再：49-55.略56.已知：求：解：当时，不可以忽略自然对流的影响 即： 而当时，可以忽略受迫对流的影响 即：57.略第八章 热辐射的基本定律1.略 2.略 3.略（可见光与红外线的波长不同） 4.略5.对于一般物体，

13、在热平衡条件下，根据基尔霍夫定律有：，即：(如右图）6.略 7.略8.已知： 求： 解： 查表得： 即： 同理： 查表得： 即： 再： 查表得： 即：9.已知： 求： 解：有维恩位移定律，有： 再 查表有： 即：10.已知： 求： 解： 查表得： 即： 再： 查表得： 即：11.已知：， 求： 解：（1） （2） 由 知： （3） 由 知： 12.已知： 求： 解： 查表得： 再： 查表得： 13.已知： 求： 解： = 而： 查表有： 即： 14.已知： 求： 解： 15.已知： 求： 解： 而：,查表得： 而：,查表得： 同理：,查表得： 16.同上题，略17.略18.已知： 求： 解：热

14、平衡时有： 即： 当时，有： 试凑可得： 当时，有： 试凑可得： 第九章：辐射换热计算1.略2.略3.略4.略5.已知：、求：、解： 同理： 再：6.略7.略8.（1） (2)而：， 即：9略（）10.（1）、而：、可查图（ 图9-19）得结果略（2）而、可查图（ 图9-19）得结果略（3） 结果略 （4） 而： 即： 由此可得： 而：， 可查图（ 图9-20）得 结果略（5）而：，既有：，整理有： 结果略（6）而 ，11.(1)(2) (3) 而：即：、 可查图得（略）（4） 查图即可得（略）（5）（6） （略）12.略13.已知：，求：解：,有： 14.略15.已知： 求： 解： 查图即得

15、（ 图9-20） 而 即 (结果略)再: 对节点d有：既有:而： 即： （结果略）16.已知： 求： 解：由： 查图知 再由完整性知： （结果略）又因：，可取其表面热阻故有： 17.已知： 求：解：设上表面为，其,其与1面间的辐射换热量为： 再面与房间间的辐射换热为：而：故：热损失 18. 计算略， 面与房间间的辐射换人量同上题，结果略19.略20.略21.已知：， 求： 无遮热板时： （结果略）有遮热板时： 即：而 即：即： （结果略）再 即： （结果略）22. 步骤同上题，计算结果略。23.略24.已知： 求：解： 计算步骤同15题，计算略。25.已知： 求： 解：（1） 而：即： 试凑得

16、 （结果略）（2） （结果略）（3） （ 考虑气体及周围物体的辐射。） （结果略）26.已知： 求： 解： 1热电偶 2管壁由热平衡知：即： （结果略）（结果略） 讨论： 27. 设遮热板温度为，则有： 联立上面两式凑得及 结果略。2835 （略）第十章 传热和换热器17（略）8.已知： 求： 解： 而：按 查表有： 查表知： ，9.略10.已知： ， 求：解：，且稳定时（热平衡）带入数值并整理有：11.略12.略13.已知：， 求：顺 、逆 、交解：（1）顺（2）同理 逆（3） 查图得： 交逆14.已知： （1） （2）求：解：由热平衡方程知：由此知（）此换热器需按逆流布置有：，不适用，适用15.已知： 求：逆交解：由热平衡方程得： （1）逆流时 逆 逆（2）1-2型 查图得：，知：逆（3）同理得：交，（） 交=交逆交交16.查标准状态（）时的 即：其它计算同前（略）17.略18.已知:C 求：（1）（2）（3）（4）解：（1） 即（2）故：（3）顺流时：顺顺-1逆流时： 逆逆-1-119.已知： 、 、求：解：由热平衡方程式有： -1即有：再：查图得：NTU即：NTU 20.略（同上题）21.已知：、 、 求：、 解：按查表得：、由 知再： 但 则有：取 较增大6722.已知：、 、 求：、解：再：-1-1即：另：NTU查图有：65