高等传热学课后题答案

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传热学课后习题答案

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第一章

1-3 宇宙飞船的外遮光罩是凸出于飞船船体之外的一个光学窗口,其表面的温度状态直接影响到飞船的光学遥感器。船体表面各部分的表明温度与遮光罩的表面温度不同。试分析,飞船在太空中飞行时与遮光罩表面发生热交换的对象可能有哪些?换热方式是什么? 解:遮光罩与船体的导热

遮光罩与宇宙空间的辐射换热

1-4 热电偶常用来测量气流温度。用热电偶来测量管道中高温气流的温度,管壁温度小于气流温度,分析热电偶节点的换热方式。 解:结点与气流间进行对流换热 与管壁辐射换热 与电偶臂导热

1-6 一砖墙表面积为12m2,厚度为260mm,平均导热系数为1.5 W/(m·K)。设面向室内的表面温度为25℃,而外表面温度为-5℃,确定此砖墙向外散失的热量。

1-9 在一次测量空气横向流过单根圆管对的对流换热试验中,得到下列数据:管壁平均温度69℃,空气温度20℃,管子外径14mm,加热段长80mm,输入加热段的功率为8.5W。如果全部热量通过对流换热传给空气,此时的对流换热表面积传热系数为?

1-17 有一台气体冷却器,气侧表面传热系数95 W/(m2·K),壁面厚2.5mm,导热系数46.5 W/(m·K),

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第一章 1-3 宇宙飞船的外遮光罩是凸出于飞船船体之外的一个光学窗口,其表面的温度状态直接影响到飞船的光学遥感器。船体表面各部分的表明温度与遮光罩的表面温度不同。试分析,飞船在太空中飞行时与遮光罩表面发生热交换的对象可能有哪些?换热方式是什么? 解:遮光罩与船体的导热 遮光罩与宇宙空间的辐射换热 1-4 热电偶常用来测量气流温度。用热电偶来测量管道中高温气流的温度,管壁温度小于气流温度,分析热电偶节点的换热方式。 解:结点与气流间进行对流换热 与管壁辐射换热 与电偶臂导热 1-6 一砖墙表面积为12m2,厚度为260mm,平均导热系数为 W/(m·K)。设面向室内的表面温度为25℃,而外表面温度为-

5℃,确定此砖墙向外散失的热量。

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第一章

1-3 宇宙飞船的外遮光罩是凸出于飞船船体之外的一个光学窗口,其表面的温度状态直接影响到飞船的光学遥感器。船体表面各部分的表明温度与遮光罩的表面温度不同。试分析,飞船在太空中飞行时与遮光罩表面发生热交换的对象可能有哪些?换热方式是什么? 解:遮光罩与船体的导热

遮光罩与宇宙空间的辐射换热

1-4 热电偶常用来测量气流温度。用热电偶来测量管道中高温气流的温度,管壁温度小于气流温度,分析热电偶节点的换热方式。 解:结点与气流间进行对流换热 与管壁辐射换热 与电偶臂导热

1-6 一砖墙表面积为12m2,厚度为260mm,平均导热系数为1.5 W/(m·K)。设面向室内的表面温度为25℃,而外表面温度为-5℃,确定此砖墙向外散失的热量。

1-9 在一次测量空气横向流过单根圆管对的对流换热试验中,得到下列数据:管壁平均温度69℃,空气温度20℃,管子外径14mm,加热段长80mm,输入加热段的功率为8.5W。如果全部热量通过对流换热传给空气,此时的对流换热表面积传热系数为?

1-17 有一台气体冷却器,气侧表面传热系数95 W/(m2·K),壁面厚2.5mm,导热系数46.5 W/(m·K),

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第一章

1-3 宇宙飞船的外遮光罩是凸出于飞船船体之外的一个光学窗口,其表面的温度状态直接影响到飞船的光学遥感器。船体表面各部分的表明温度与遮光罩的表面温度不同。试分析,飞船在太空中飞行时与遮光罩表面发生热交换的对象可能有哪些?换热方式是什么? 解:遮光罩与船体的导热

遮光罩与宇宙空间的辐射换热

1-4 热电偶常用来测量气流温度。用热电偶来测量管道中高温气流的温度,管壁温度小于气流温度,分析热电偶节点的换热方式。 解:结点与气流间进行对流换热 与管壁辐射换热 与电偶臂导热

1-6 一砖墙表面积为12m2,厚度为260mm,平均导热系数为1.5 W/(m·K)。设面向室内的表面温度为25℃,而外表面温度为-5℃,确定此砖墙向外散失的热量。

1-9 在一次测量空气横向流过单根圆管对的对流换热试验中,得到下列数据:管壁平均温度69℃,空气温度20℃,管子外径14mm,加热段长80mm,输入加热段的功率为8.5W。如果全部热量通过对流换热传给空气,此时的对流换热表面积传热系数为?

1-17 有一台气体冷却器,气侧表面传热系数95 W/(m2·K),壁面厚2.5mm,导热系数46.5 W/(m·K),

高等传热学作业

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第一章

1-4、试写出各向异性介质在球坐标系(r、?、?)中的非稳态导热方程,已知坐标为导热系数主轴。

解:球坐标微元控制体如图所示:

热流密度矢量和傅里叶定律通用表达式为:

?T?1?T?1?T?q??k?T??kri?k?j?k?k (1-1)

?rr??rsin???''根据能量守恒:Ein?Eg?Eout?Est

??q??q??qr?T2?dr?d??d??qr2sin?drd?d???cprsin?drd?d? (1-2) ?r?????t????导热速率可根据傅里叶定律计算:

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第一章

1-3 宇宙飞船的外遮光罩是凸出于飞船船体之外的一个光学窗口,其表面的温度状态直接影响到飞船的光学遥感器。船体表面各部分的表明温度与遮光罩的表面温度不同。试分析,飞船在太空中飞行时与遮光罩表面发生热交换的对象可能有哪些?换热方式是什么? 解:遮光罩与船体的导热

遮光罩与宇宙空间的辐射换热

1-4 热电偶常用来测量气流温度。用热电偶来测量管道中高温气流的温度,管壁温度小于气流温度,分析热电偶节点的换热方式。 解:结点与气流间进行对流换热 与管壁辐射换热 与电偶臂导热

1-6 一砖墙表面积为12m2,厚度为260mm,平均导热系数为1.5 W/(m·K)。设面向室内的表面温度为25℃,而外表面温度为-5℃,确定此砖墙向外散失的热量。

1-9 在一次测量空气横向流过单根圆管对的对流换热试验中,得到下列数据:管壁平均温度69℃,空气温度20℃,管子外径14mm,加热段长80mm,输入加热段的功率为8.5W。如果全部热量通过对流换热传给空气,此时的对流换热表面积传热系数为?

1-17 有一台气体冷却器,气侧表面传热系数95 W/(m2·K),壁面厚2.5mm,导热系数46.5 W/(m·K),

高等传热学部分答案

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7-4,常物性流体在两无限大平行平板之间作稳态层流流动,下板静止不动,上板在外力作用下以恒定速度U运动,试推导连续性方程和动量方程。 解:按照题意

v?0,?v?v??0 ?y?x故连续性方程

可简化为

?u?0 ?x?u?v??0 ?x?y因流体是常物性,不可压缩的,N-S方程为 x方向:

?u?uFx1?p?2u?2uu?v???v(2?2) ?x?y???y?x?y可简化为

?p?2vFx???2?0

?x?yy方向

?v?vFy1?p?2v?2vu?v???v(2?2) ?x?y???y?x?y可简化为

Fy??p?0 ?y

8-3,试证明,流体外掠平壁层流边界层换热的局部努赛尔特数为

Nux?1?rRe12Pr12

证明:适用于外掠平板的层流边界层的能量方程

?t?t?2tu?v?a2 ?x?y?y常壁温边界条件为

y?0时,t?twy??时,t=t?t?tw

t??tw

引入量纲一的温度???????2??v?a2 则上述能量方程变为u?x?y?y引入相似变量??Uyy?Re12?y??(x)x?x

??????1U?11?????(?)(?y)????(?) 有

?x???x2?xx2xU??????

高等传热学作业 (DOC)

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第一章

1-4、试写出各向异性介质在球坐标系(r、?、?)中的非稳态导热方程,已知坐标为导热系数主轴。

解:球坐标微元控制体如图所示:

热流密度矢量和傅里叶定律通用表达式为:

?T?1?T?1?T?q??k?T??kri?k?j?k?k (1-1)

?rr??rsin???''根据能量守恒:Ein?Eg?Eout?Est

??q??q??qr?T2?dr?d??d??qr2sin?drd?d???cprsin?drd?d? (1-2) ?r?????t????导热速率可根据傅里叶定律计算:

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传热学课后习题

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第一章

1-3 宇宙飞船的外遮光罩是凸出于飞船船体之外的一个光学窗口,其表面的温度状态直接影响到飞船的光学遥感器。船体表面各部分的表明温度与遮光罩的表面温度不同。试分析,飞船在太空中飞行时与遮光罩表面发生热交换的对象可能有哪些?换热方式是什么?

解:遮光罩与船体的导热

遮光罩与宇宙空间的辐射换热

1-4 热电偶常用来测量气流温度。用热电偶来测量管道中高温气流的温度,管壁温度小于气流温度,分析热电偶节点的换热方式。 解:结点与气流间进行对流换热 与管壁辐射换热 与电偶臂导热

1-6 一砖墙表面积为12m2,厚度为260mm,平均导热系数为1.5 W/(m·K)。设面向室内的表面温度为25℃,而外表面温度为-5℃,确定此砖墙向外散失的热量。

1-9 在一次测量空气横向流过单根圆管对的对流换热试验中,得到下列数据:管壁平均温度69℃,空气温度20℃,管子外径14mm,加热段长80mm,输入加热段的功率为8.5W。如果全部热量通过对流换热传给空气,此时的对流换热表面积传热系数为?

1-17 有一台气体冷却器,气侧表面传热系数95 W/(m2·K),壁面厚2.5mm,导热系数46.5 W/(m·K),

传热学答案

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传热学第四版课后习题详解

第一章

思考题

1. 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。

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。

2. 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。

答:① 傅立叶定律: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。

② 牛顿冷却公式:固体表面温度;

q???dtdtdx,其中,q-热流密度;?-导热系数;dx-沿x方

q?h(tw?tf),其中,q-热流密度;h-表面传热系数;tw-

4tf-流体的温度。

③ 斯忒藩-玻耳兹曼定律:q??T,其中,q-热流密度;?-斯忒藩-玻耳兹曼常数;T-辐射物体的热力学温度。

3. 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,哪些与过程有