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1、内容：书中例题和课后习题,0,1,绪论,例 0-1 某住宅砖墙壁厚为1 240 mm ，其导热系数为1 0.6 W/(m2K)，墙壁 内、外两侧的表面传热系数分别为： h 7.5 W /(m2 K ) ， h 10 W /(m2 K ) ，冬季 12 内外两侧空气的温度分别为： t f 20 C ， t f 5 C ，试计算墙壁的各项热阻，传热系 12 数以及热流密度。 例 0-2 一冷库外墙的内壁面温度为tw 12 C ，库内冷冻物及空气温度均为 t f 18 C 。已知壁的表面传热系数为h 5 W /(m K) ，壁与物体间的系统辐射系数 2 C1、2 5.1W /(m K ) ，试计算该
2、壁表面每平方米的冷量损失？并对比对流换热与热辐射 24 冷损失的大小？ 13、求房屋外墙的散热热流密度 q 以及它的内外表面温度1 和2 。已知：=360mm，室 外温度2 = -10 ， 室内温度1 =18 ， 墙的 =0.61W/(m.K), 内壁表面传热系数 h1=87W/(m.K)，外壁 h2=124W/(m.K)。已知该墙高 2.8m，宽 3m，求它的散热量？,2,15、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 h=73W/m.，热流通量q =5110W/ m2 。，试确定管壁温度及热流量。 16、已知两平行平壁，壁温分别
3、为=50，=20，辐射系数C1.2 3.96，求每平方 12,1,米的辐射换热量 W/ m2 。若增加到 200，辐射换热量变化了多少?,3,第一章导热理论基础 例 1-1厚度为 的无限大平壁，为常数，平壁内具有均匀内热源(W/m)，平壁 x=0 的一侧绝热， x=的一侧与温度为t f 的流体直接接触进行对流换热，表面传热系数h 是已 知的，试写出这一稳态导热过程的完整数学描述。 例 1-2一半径为 R 长度为 l 的导线，其导热系数为常数。导线的电阻率为(.m/m)。 导线通过电流 I(A)而均匀发热。已知空气的温度为 ，导线与空气之间的表面传热系数为 h，,4,试写出这一稳态导热过程的完整
4、数学描述。 2、已知 Low-e 膜玻璃的导热系数为 0.62W/(m.K)玻璃的导热系数为 0.65W/(m.K)空气的导热 系数为 0.024W/(m.K)氩气的导热系数为 0.016W/(m.K)试计算该膜双中空玻璃导热热阻。 6、一厚度为 50mm 的无限大平壁，其稳态温度分布为: t a bx2 式中 a=200，b= 2000/m2。若平壁材料导热系数为 45W/m.，试求：(1)平壁两侧表面处的热流通量；(2) 平壁中是否有内热源?为什么?若有的话，它的强度应是多大?,第二章稳态导热 例 2-1有一锅炉炉墙由三层组成，内层是厚 1 =230mm 的耐火砖，导热系数 1 =1.10
5、W/(mK)；外 层是 3 =240mm 的红砖层，导热系数 3 =0.58W/(mK)； 两层中间填 以 2 =50mm 的水泥珍珠岩制品保温层，导 热系数 2 =0.072W/(mK)。已知炉墙内、外 两表面温 度t w1 =500、t w2 =50，试求通过炉墙的导热热流密 度及红砖层的最高温 度。 例 2-2一由三层平壁组成的锅炉炉墙，结构与例 2-1 相同。但已知边界条件改为第三 类，即：炉墙内侧温度1 =511，烟气侧对流换热的表面传热系数 h1=31.1W/(m.K)；炉墙 外厂房空气温度2 =22，空气侧对流换热的表面传热系数 h2=12.2W/(m.K)。试求通过该炉 墙的热
6、损失和炉墙内、外表面的温度1 和2 。 例 2-3 一炉渣混凝土空心砌块， 结构尺寸如图所示。炉渣混凝土的导热系数 1=0.79W/(mK)，空心部分的导热系数2=0.29W/(mK)。试计算砌块的导热热阻。,5,6,例 2-4外径为 200mm 的蒸汽管道，管壁厚 8mm，管外包硬质聚氨酯泡沫塑料保温层，导热 系数1=0.022W/(m.K)，厚 40mm。外壳为高密度聚乙烯管，导热系数2=0.3W/(m.K)，厚 5mm。给定第三类边界条件：管内蒸汽温度1 =300，管内蒸汽与管壁之间对流换热的表面 传热系数 h1=120W/(m.K)；周围空气温度2 =25，管外壳与空气之间的表面传热系
7、数 h2=10W/(m.K)。求单位管长的传热系数、散热量和外壳表面温度3 。 例 2-5设管道外径 d=15mm，如果用软质泡沫塑料作为保温层是否合适？已知其导热系数 =0.034W/(m.K)，保温层外表面与空气之间的表面传热系数 h=10W/(m.K)。 例 2-6 一铁制的矩形直肋，厚 =5 mm，高 H = 50 mm，宽 L = 1m，材料导热系数 =58,o,w/mK， 肋表面放热系数 h = 12 w/mK，肋基的过余温度 o = 80 C。求肋表面散热量和肋 端过余温度。 例 2-6如图 2-18 所示的环形肋壁，肋片高度 l=19.1mm、厚度=1.6mm，肋片是铝制并镶
8、在直径为 25.4mm 的管子上，铝的导热系数=214W/(m.K)。已知管表面温度0 =171.1，周 围流体温度 =21.1，肋片表面与周围流体之间的表面传热系数 h=141.5W/(m.K),试计算 每片肋片的散热量。,7,例 2-8一传达室小屋，室内面积为 3mx4m,高度为 2.8m，红砖墙厚度为 240mm，红砖的导热 系数为 0.43W/(m.K)。已知墙内表面温度为 20，外表面温度为-5，试问通过传达室的四 周墙壁的散热量为多少？ 8、某建筑物的混凝土屋顶面积为 20m，厚为 140mm，外表面温度为-15。已知混凝土的导 热系数为 1.28 W/(m.K)，若通过屋顶的散热
9、量为 5.5x10W，试计算屋顶内表面的温度。 9、某教室的墙壁是一层厚度为 240mm 的砖层和一层厚度为 20mm 的灰泥构成。现在拟安装空 调设备，并在内表面加一层硬泡沫塑料，使导入室内的热量比原来减少 80%。已知砖的导热 系数0.7W/(mK)，灰泥的0.58W/(mK)，硬泡沫塑料的0.06W/(mK)，试求 加贴硬泡沫塑料层的厚度。 16、蒸汽管道的内、外直径分别为 160mm 和 170mm，管壁导热系数=58W/m.，管外覆盖 两层保温材料：第一层厚度2=30mm，导热系数20.093W/m.；第二层3=40mm，导热,系数30.17W/m.，蒸汽管的内表面温度 1 =300
10、。保温层外表而温度 4 =50， 试求：(1)各层热阻，并比较其大小，(2)每米长蒸汽管的热损失，(3)各层之间的接触面温 度 2 和 3 。 19、一外径为 100mm，内径为 85mm 的蒸汽管道，管材的导热系数为40W/(mK)，其内 表面温 度为 180，若采用0.053W/(mK)的保温材料进行保温，并要求保温层外表面 温度不高于 40，蒸汽管允许的热损失 =52.3 W/m。问保温材料层厚度应为多少？ 23、 一直径为 d,长度为 l 的细长圆杆,两端分别与温度为 t1 和 t2 的表面紧密接触,杆的 侧面与周围流体间有对流换热,已知流体的温度为 ,而 t1 或 t2,杆侧面与流体
11、间的表面 传热系数为 h,杆材料的导热系数为 ,试写出表示细长杆内温度场的完整数学描述,并求解 其温度分布。 24、一铝制等截面直肋，肋高为 25mm，肋厚为 3mm，铝材的导热系数为140W/(mK)， 周围空气与肋表面的表面传热系数为 h752w/(m.k) 。已知肋基温度为 80和空气温度 为 30，假定肋端的散热可以忽略不计，试计算肋片内的温度分布和每片肋片的散热量。 27、一肋片厚度为 3mm，长度为 16mm，是计算等截面直肋的效率。（1）铝材料肋片，其导热 系数为 140W/(mK),对流换热系数 h=80W/(mK);（2）钢材料肋片，其导热系数为 40W/(m,8,9,K),
12、 对流换热系数 h=125W/(mK)。 第三章非稳态导热 例 3-1 一无限大平壁厚度为 0.5m ， 已知平壁的热物性参数=0.815W/(mk), c=0.839kJ/(kg.k), =1500kg/m, 壁内温度初始时均为一致为 18C，给定第三类边界条件： 壁两侧流体温度为 8 C，流体与壁面之间的表面传热系数 h=8.15w/（m.K），试求 6h 后平 壁中心及表面的温度。 例 3-2已知条件同例 3-1，试求 24h 及三昼夜后，平壁中心及表面的温度；并求 24h 中每 平方米平壁表面放出的热量。,例 3-3 一道用砖砌成的火墙,已知砖的密度=1925kg/m，比定压容=0.8
13、35kJ/(kg.)， 导热系数=0.72 W/(m.)。突然以 110的温度加于墙的一侧。如果在 5h 内火墙另一侧 的温度几乎不发生变化，试问此墙的厚度至少为多少？若改用耐火砖砌火墙，耐火砖的密度 =2640 kg/m，比定压容=0.96kJ/(kg.)，导热系数=1.0W/(m.)，这时此墙的厚度 至少为多少？ 例 3-4 应用恒定作用的热源法测定建筑材料的热扩散率。采用 510m 厚的鏮铜箔作为 平面热源，已知初始温度0 =18，通电加热 360s 后，测量得到 x=0 处的温度t=0=31.1， x=20mm 处的温度= =20.64，试计算该材料的热扩散率。 例 3-5 有一直径为
14、 0.3m、长度为 0.6m 的钢圆柱，初始温度为 20，放入炉温为 1020 的炉内加热，已知钢的导热系数30W/(mK)， 热扩散率 a6.2510-6m2/s，钢柱表面 与炉内介质之间的总换热系数 h=200w/(mK)，试求加热 1h 时后，如图所示钢柱表面和中心 点 1、2、3 和 4 的温度以及加热过程中吸收的热量。,10,11,8、一钢板厚度为 3mm,面积为 11 ,初始温度均匀为 300,放置于 20的空气中冷却。 已知钢板的导热系数为=48.5W/(mk),热扩散率 a=12.710-6 /s,板与空气之间的表面 传热系数 h=39 W/(m.K)，问需要多长时间钢板才能降
15、低至 50。 9、一不锈钢板厚度为 0.15m，初始温度为 20，放置在温度为 1200的炉内加热，已知不 锈钢热扩散率为 3.95106s，钢板在炉内的表面传热系数为 250W(.K)，试求钢 板加热到 800时所需时间。 10、将初始温度为 80，直径为 20mm 的铜棒突然置于温度为 20、流速为 12m/s 的风道 中，5min 后铜棒温度降低到 34。计算气体与铜棒的换热系数？ 已知：铜棒 = 8954 kg m3 , c = 383.1 J (kg .), = 386W (m .) 11、有两块同样材料的平壁 A 和 B，已知 A 的厚度为 B 的两倍，两平壁从同一高温炉中取出 置
16、于冷流体中淬火，流体与平壁表面的表面传热系数近似认为是无限大。已知 B 平壁中心点,12,的过余温度下降到初始过余温度的一半需要 12min，问平壁 A 达到同样的温度需要多少时 间？ 13、一加热炉炉底是 40mm 的耐火材料砌成，它的导温系数为 5107m2/s， 导热系数为 4.0W/m.，炉子从室温 25开始点火，炉内很快形成稳态的 1260的高温气 体，气体与炉底表面间换热系数为 40W/m.，问达到正常运行要求炉底壁表面温度为 1000， 试确定从点火到正常运行要求所需时间。 第四章导热数值解法基础 例 4-1 设有一矩形薄板,参看图 4-4，已知 a=2b,在边界 x=0 和 y=0 处是绝热的，在 x=a 处给出第三类边界条件，即给定h 和 ，而边界 y=b 处给出第一类边界条件，即温度为已 知 t=11,
