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1、第一章 导热理论基础1. 按20C时，铜、碳钢(1.5%C)、铝和黄铜导热系数的大小，排列 它们的顺序；隔热保温材料导热系数的数值最大为多少？列举膨胀珍 珠岩散料、矿渣棉和软泡沫塑料导热系数的数值。答：铜铝黄铜碳钢；隔热保温材料导热系数最大值为0.12W/ (mK)膨胀珍珠岩散料：25C 60-300Kg/ma 0.021-0.062 W/ (mK) 矿渣棉：30C207 Kg/m30.058 W/(mK)软泡沫塑料：30C41-162 Kg/m30.043-0.056 W/(mK)2. 推导导热微分方程式的已知前提条件是什么？ 答：导热物体为各向同性材料。3 纟二 2000k / m , q
2、=-2X105(w/m2).dx（2）竺=-2000k /m, q=2X105（w/m2）. dx4. (1) q 二 0, q二 9 x 103 w/m2x=0x=6(2) q = 1.8 x 105 w/m3V5. 已知物体的热物性参数是入、p和c,无内热源，试推导圆柱坐 标系的导热微分方程式。答：1 d 2tr 2 d 2+dt1 ddt=a（r） +drr drdr1d 2t6. 已知物体的热物性参数是入、p和c,无内热源，试推导球坐标 系的导热微分方程式。答：竺=a丄 （r2 竺）+ _ （sin0 竺）+drr2 drdrr2 sin 0 d0d0r2 sin2 0 d申 27.
3、一半径为R的实心球，初始温度均匀并等于t，突然将其放入一 温度恒定并等于t的液体槽内冷却。已知球的热物性参数是入、p和 fc球壁表面的表面传热系数为h,试写出描写球体冷却过程的完整 丄:（r 2 ：），p c r 2 drdrr0,0 r R数学描述。dt =dr答：r = 0,0 r R, t = t0=h（t t ）r=Rfr0, r = R,九 1 dr0 dt 0r = 0,= 0dr8. 从宇宙飞船伸出一根细长散热棒，以辐射换热将热量散发到外部 空间去，已知棒的发射率（黑度）为B，导热系数为入，棒的长度为 1,横截面面积为f,截面周长为U,棒根部温度为T。外部空间是 绝对零度的黑体，
4、试写出描写棒温度分布的导热微分方0程式和相应的 边界条件。答：沙21 _sb(t + 273)4U 二 0 口 dx2fx=0 , t+273=T0第二章 稳态导热1. 为什么多层平壁中温度分布曲线不是一条连续的直线而是一条折 线？答：因为不同材料的平壁导热系数不同。2. 导热系数为常数的无内热源的平壁稳态导热过程，若平壁两侧都 给定第二类边界条件，问能否惟一地确定平壁中的温度分布？为什 么？Qt 答：不能。因为在导热系数为常数的无内热源的平壁稳态导热中亍为dx 常数，q为定值，由q 一九?求解得t 一纟x + c常数c无法确定，所 dx九以不能惟一地确定平壁中的温度分布。3. 导热系数为常数
5、的无内热源的平壁稳态导热过程，试问（1）若平 壁两侧给定第一类边界条件t 1和t 2，为什么这一导热过程的温度分w1 w2布与平壁的材料无关？为什么？（2）相同的平壁厚度，不同的平壁 材料，仍给定第一类边界条件，热流密度是否相同。答：（1）因为在该导热过程中丁二c二-* w2-dx6（2）不相同。因为q二-九?，?为定值，而入不同，则q随之而变。 dx dx4. 如果圆筒壁外表面温度较内表面温度高，这时壁内温度分布曲线 的情形如何？答：圆筒壁内的温度分布曲线为t = ：（：2）dlndln 2d(t 0.147 (m) =147(mm)11. 答：红砖层厚度应改为 500( mm)12. 答：
6、该双层玻璃窗的热损失41.66 (W)单层玻璃;其它条件不变时热损失 2682.68( W)13答：第一层占总热阻比： 22.2%第二层占总热阻比： 51.9%第三层占总热阻比： 25.9%14答：表面传热系数K=30.23 W/ (m2K)热流通量 q=5687.2 W/m215.方案(1) K=29.96 W/ (m2 K)方案(2) K=29.99 W/ (m2 K)方案(3) K=37.4 W/ (m2 K)16答：取修正系数申二0.96单位面积导热阻：0.204 (m2 K) /W17答:(1)单位长度管壁中：第一层材料导热阻：R二1.66 x 10 -4( k m 2)/W九 1第
7、二层材料导热阻： R = 0.517 (k m 2)/ W九2第三层材料导热阻：R = 0.2796 ( m2)/W九3(2) 每米蒸汽管热损失 q=314.0(W/m)1(3) t =299.95Cw2t=137.61Cw318. 解：调换后是调换前的 79 %19电流是 6.935(A)20解：保温层材料厚度 71.5mm21解：取保温材料外表面温度为室温25C时，蒸发量m=1.85kg/h22. 解：有， d =竺ch223 根据现有知识，试对肋壁可以使传热增强的道理作一初步分析。 答：肋壁加大了表面积，降低了对流换热的热阻，直到了增强传热的 作用。24. 一直径为d长度为1的细长圆杆，
8、两端分别与温度为ti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tf,而tft或t2，杆侧面与流体间的表面传热系数为h,杆材料的 导热系数为久，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。答：把细长圆杆看作肋片来对待，那么单位时间单位体积的对流散热量就是内热源强度。qh(t t )兀 ddx4h(t t )f兀()2 dx2d 2t4h(t -1 ) = 0 d九ft=t1t=t2dx2x=0x=l0x 3丫 ， 0 = 154.21（W）34. 答：接触面上温差 51.4C第三章 非稳态导热1. 何谓正常情况阶段，这一阶段的特点是什么？ 答：正常
9、情况阶段：物体内各处温度随时间的变化率具有一定的规律， 该阶段为物体加热或冷却过程中温度分布变化的第二阶段。2. 何谓集总参数分析，应用这种方法的条件是什么？应怎样选择定 型尺寸？答：当 Bi0.1 时，可以近似地认为物体的温度是均匀的，这种忽略 物体内部导热热阻，认为物体温度均匀一致的分析方法称为集总参数 法。给出任意形态的物体，由于它的导热系数很大，或者它的尺寸 很小，或者它的表面与周围流体间的表面传热系数很小，因此物体的 Bi 准则小于0.1，可以采用集总参数法。3. 试举例说明温度波的衰减和延迟性质。答：综合温度的振幅为37.1C，屋顶外表面温度振幅为28.6C，内 表面温度振幅为4.9C，振幅是逐层减小的，这种现象称为温度波的 衰减。不同地点，温度最大值出现的时间是不同的，综合温度最大值 出现时间为中午 12 点，而屋顶外表面最大值出现时间为 12 点半，内 表面最大值出现时间将近 16 点，这种最大值出现时间逐层推迟的现 象叫做时间延迟。4. 用不锈钢作底板的家用电熨斗初始时处于室温t。当开关接通后， 电热器在底板内以q W/m3的强度发热。不锈钢的热物性参数入、pv和c均为已知，不锈钢的体积为V，暴露于空气中的表面面积为A， 该表面与空气之间的表面传
