传热学第二版思考题答案

第二章

思考题

1 试写出导热傅里叶定律的一般形式，并说明其中各个符号的意义。

?t??q＝－?gradt???n?x，其中：gradt为空间某点答：傅立叶定律的一般形式为：

??q的温度梯度；n是通过该点的等温线上的法向单位矢量，指向温度升高的方向；为该处的

热流密度矢量。

2 已知导热物体中某点在x,y,z三个方向上的热流密度分别为qx,qy及qz，如何获得该

点的 热密度矢量？

???????q?q?i?q?j?q?kxyz答：，其中i,j,k分别为三个方向的单位矢量量。

3 试说明得出导热微分方程所依据的基本定律。

答：导热微分方程式所依据的基本定律有：傅立叶定律和能量守恒定律。 4 试分别用数学语言将传热学术语说明导热问题三种类型的边界条件。 答：① 第一类边界条件：??0时，tw?f1(?) ② 第二类边界条件：

??0时??(??(?t)w?f2(?)?x

③ 第三类边界条件：

5 试说明串联热阻叠加原则的内容及其使用条件。

答：在一个串联的热量传递过程中，如果通过每个环节的热流量都相同，则各串联环节的总热阻等于各串联环节热阻的和。使用条件是对于各个传热环节的传热面积必须相等。

7.通过圆筒壁的导热量仅与内、外半径之比有关而与半径的绝对值无

1、 烧开水时，为什么一旦水烧干了，铝壶就很容易烧坏？

答案：水侧沸腾的表面传热系数远大于火焰侧的表面传热系数，没烧干时，壶底更接近于水的温度，所以不会达到铝的熔点。

2、 同样是25°C的房子，为什么夏天可以穿衬衫，而冬天却要穿毛衣？ 答案：墙壁内侧温度夏天比冬天高。所以，人体向外辐射的能量冬天比夏天多，而自然对流和辐射换热处于同一数量级。

3、 电影《泰坦尼克号》里，为什么Jack冻死了，而Rose没有？

答案：一般来说，在相同温度和压力状态下，水的换热能力比空气强，所以Jack身体散热比Rose快。（物性的影响）

4、 中央电视台1999年9月5日的《科技博览》指出：72°C的铁和600°C

的木头摸上去的感觉是一样的，您知道为什么吗？ 答案：人手感觉到的冷暖实际上是热量传递的快慢，而铁的导（吸）热系数远大于木头的。

5、 摩托车手的膝盖需要特别的保温,你知道为什么吗?

答案：因为膝盖处的热边界层很薄（相当于外掠物体的前驻点），换热能力较强，该处与空气的换热量较大。

6、 冬天，隔着玻璃晒太阳感觉更暖和，为什么？

答案：普通玻璃对太阳辐射的光几乎完全穿透，而对常温下室内物体的红外辐射能量被阻挡在房间内，这一现象类似于“温室效应”。

7、

1、 烧开水时，为什么一旦水烧干了，铝壶就很容易烧坏？

答案：水侧沸腾的表面传热系数远大于火焰侧的表面传热系数，没烧干时，壶底更接近于水的温度，所以不会达到铝的熔点。

2、 同样是25°C的房子，为什么夏天可以穿衬衫，而冬天却要穿毛衣？ 答案：墙壁内侧温度夏天比冬天高。所以，人体向外辐射的能量冬天比夏天多，而自然对流和辐射换热处于同一数量级。

3、 电影《泰坦尼克号》里，为什么Jack冻死了，而Rose没有？

答案：一般来说，在相同温度和压力状态下，水的换热能力比空气强，所以Jack身体散热比Rose快。（物性的影响）

4、 中央电视台1999年9月5日的《科技博览》指出：72°C的铁和600°C

的木头摸上去的感觉是一样的，您知道为什么吗？ 答案：人手感觉到的冷暖实际上是热量传递的快慢，而铁的导（吸）热系数远大于木头的。

5、 摩托车手的膝盖需要特别的保温,你知道为什么吗?

答案：因为膝盖处的热边界层很薄（相当于外掠物体的前驻点），换热能力较强，该处与空气的换热量较大。

6、 冬天，隔着玻璃晒太阳感觉更暖和，为什么？

答案：普通玻璃对太阳辐射的光几乎完全穿透，而对常温下室内物体的红外辐射能量被阻挡在房间内，这一现象类似于“温室效应”。

7、

教材上的思考题

第8章 思考题

1．试说明热传导（导热）、热对流和热辐射三种热量传递基本方式之间的联系与区别。 区别：它们的传热机理不同。导热是由于分子、原子和电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递现象，其本质是介质的微观粒子行为。热对流是由于流体的宏观运动，致使不同温度的流体相对位移而产生的热量传递现象，其本质是微观粒子或微团的行为。辐射是由于物体内部微观粒子的热运动而使物体向外发射辐射能的现象，其本质是电磁波，不需要直接接触并涉及能量形式的转换。 联系：经常同时发生。 2．试说明热对流与对流换热之间的联系与区别。 热对流是由于流体的宏观运动，致使不同温度的流体相对位移而产生的热量传递现象。对流换热是流体与固体表面之间由热对流和导热两种传热方式共同作用导致的传热结果。 3. 从传热的角度出发，采暖散热器和冷风机应放在什么高度最合适？ 答：采暖器和冷风机主要通过对流传热的方式使周围空气变热和变冷，使人生活在合适的温度范围中，空气对流实在密度差的推动下流动，如采暖器放得太高，房间里上部空气被加热，但无法产生自然对流使下部空气也变热，这样人仍然生活在冷空气中。为使房间下部空气变热，使人感到舒适，应将采暖器放在下面，同样的道理，冷风机

传热学总复习（第二版）

一、概念

1．热流量：单位时间内所传递的热量，单位？ 2．热流密度：单位传热面上的热流量，单位？

3．时间常数：采用集总参数法分析时，物体中过余温度随时间变化的关系式中的?cV/(hA)具有时间的量纲，称为时间常数。

时间常数的数值越小表示测温元件越能迅速地反映流体的温度变化。 4．毕渥数：Bi?h????/?1/ha??物体内部导热热阻

物体表面对流换热热阻5．傅里叶数Fo：：Fo?6．Nu, Re, Pr, Gr准数：

?2,是非稳态导热过程的无量纲时间

Nu?Re?Pr?hl?ul，表征壁面法向无量纲过余温度梯度的大小，由此梯度反映对流换热的强弱； ，表征流体流动时惯性力与粘滞力的相对大小，Re的大小能反映流态；

??a，物性准则，反映了流体的动量传递能力与热量传递能力的相对大小；

Gr?g?t?l3?2，表征浮升力与粘滞力的相对大小，Gr表示自然对流流态对换热的影响。

7．对流传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的对流传热量，单位为W／(m2·K)。对流传热系数表示对流传热能力的大小。 8．温度梯度：在等温面法线方向上最大温度变化率。 9．热导率（导热系数）：物性参数，热流密度矢量与温度

物理实验第二版思考题答案

【篇一：大学物理第二版习题答案】

t>物理习题详解 习题精解

1-1某质点的速度为v?2i?8tj，已知t=0时它经过点（3，7），则该质点的运动方程为（ ）

a.2ti?4t2j b.?2t?3?i?4t2?7j c.?8j d.不能确定 解：本题答案为b. ?????????dr因为v? dt ???所以 dr?2i?8tjdt ?? 于是有?r

r0??t?dr???2i?8tj?dt 0 ????2即 r?r0?2ti?4tj

?????2亦即 r??3i?7j??2ti?4tj 故 r??2t?3?i?4t2?7j ?????

??????1-2 一质点在平面上作曲线运动,t1时刻位置矢量为r1??2i?6j，t2时刻的位置矢量为r2?2i?4j，求：

（1）在?t?t2?t1时间内质点的位移矢量式;(2)该段时间内位移的大小和方向；（3）在坐标图上画出r1,r2及 ????r。 解 （1）在?t?t2?t1时间内质点的位移矢量式为 ??????r?r2?r1??4i?2j??m?

（2）该段时间内位移的大小 ?r??42??2??2?m? 2 该段时间内位移的方

以下为《高等工程热力学与传热学》思考题（江苏大学 单春贤）答案，该答案由多人完成，可能不完全并不保证正确率。答案仅供参考。

高等工程热力学

1、稳定态：当系统与外界之间不存在是外界遗留下有限变化的作用时，不会发生有限状态变化的系统状态。处于稳定态的系统，只要没有受到是外界留下有限变化的作用，就不可能产生有限速率的状态变化。

平衡态：当系统内的各个参数不随时间而变化，且系统与外界不存在能量与物质的交换，则系统达到平衡态。

联系：稳定平衡态：一个约束系统，当只容许经历在外界不留下任何净影响的过程时，从一个给定的初始容许态能够达到唯一的一个稳定态。 区别：平衡是不存在各种势差；而稳定是状态不随时间变化。

如果一系统在不受外界影响的条件下，已处于稳定态，该系统不一定处于平衡态。

2、热力学第一定律能量表述：?加给热力系的热量，等于热力系的能量增量与热力系对外作功之和。dQ?dE?dW；?在热力系统的两个给定稳态之间进行的一切绝热过程的功都是相同的。 热力学第二定律能量表述：克劳修斯说：不可能把热从低温物体传导高温物体而不引起其他变化，即热从低温物体不可能自发地传给高温物体。 热力学第一定律的火用、火无表述：在任何过程中，火用和火无

1、第一章：

1、美国保险协会（AIA）把化学工业危险因素归纳为哪九个类型： p4 2、化学工业安全措施包括哪三条？ P6~7

3、确定化工设备的安全性，需要考虑哪些因素？ P6~7 4、化工装置布局和设备间距应注意几点内容？ P7~8 第二章：

1、根据GB13690—92《常用危险化学品的分类及标志》，危险化学品分为哪几类？ P12 2、什么叫闪点？ P16 3、什么叫着火点？ P16 4、什么叫自燃温度？ P17 5、按照美国标准协

传热学

第二章 导热基本方程和稳态导热理论主要研究内容： 导热基本定律及导热系数 导热微分方程式及定解条件 平壁、圆筒壁、球壁的稳态导热 通过肋片的导热及散热量的计算

传热学

2-1 导热基本定律及导热系数1 几个基本概念 (1)温度场：导热体中某时刻空间所有各点的温度分布。 时间和空间的函数： t f ( x, y, z, ) t 0 稳态温度场：

t 0 非稳态温度场： 三维非稳态温度场： t f ( x, y, z, ) 三维稳态温度场： t f ( x, y, z)二维稳态温度场： t f ( x, y ) 一维稳态温度场： t f (x)

传热学

(2) 等温面和等温线将温度场中某一时刻温度 相同 的点连接起来所形成的面 或线 称为等温面或等温线。 等温面和等温线的特点： 1. 不能相交； 2. 对于连续介质，只能在物体边界 浇注15分钟后砂型中的温度场 中断或完全封闭； 3. 沿等温面无热量传递； 4. 等温线的疏密可直观反映出不同 区域热流密度的相对大小。

传热学

(3) 温度梯度沿等温面法线方向上的温度 增量与法向距离比值的极限。△m △n

Δt t grad t lim n Δn 0 Δ

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。

dx，其中，q－热流密度；?－导热系数；dx－沿x方向的温度变答：① 傅立叶定律：

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：面温度；

q???dtdtq?h(tw?tf)，其中，q－热流密度；h－表面传热系数；

tw－固体表

tf－流体的温度。

4③ 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，哪些与过程有关？

答：① 导热系数的单