第三章传热习题答案

1、热学习题答案第三章：气体分子的输运过程(内容对应参考书的第四章)1. 某一时刻，氧气中一组分子刚与其他分子碰撞过，问：经过多长时间后，其中还保留一半未与其他分子相碰。设氧气分子都以平均速率运动，氧气温度 300K，在给定压强下，分子平均自由程为 2.0cm。解：设这组分子个数为 ，经过时间 （对应的路程为 ）后未碰撞的分子数0Ntx为 ，根据分子按自由程的分布dxedxf10由已知： ， ，则有tvx210N，即210tvxe2lnvt又由 ， ，代入上式得RTv8molKg/1323。st 532 10.2ln0.840.ln8 2. （P 142。 8）在气体放电管中，电子不断与气体分子相碰。

2、第三章思考题1. 试说明集总参数法的物理概念及数学处理的特点答：当内外热阻之比趋于零时，影响换热的主要环节是在边界上的换热能力。而内部由于热阻很小而温度趋于均匀，以至于不需要关心温度在空间的分布，温度只是时间的函数，数学描述上由偏微分方程转化为常微分方程、大大降低了求解难度。2. 在用热电偶测定气流的非稳态温度场时,怎么才能改善热电偶的温度响应特性?答：要改善热电偶的温度响应特性，即最大限度降低热电偶的时间常数 hAcv,形状上要降低体面比，要选择热容小的材料，要强化热电偶表面的对流换热。3. 试说明”无限大平。

3、第四章传热练习题一、选择题：1、关于传热系数 K 下述说法中错误的是（ ）A、传热过程中总传热系数 K 实际是个平均值；B、总传热系数 K 随着所取的传热面不同而异；C、总传热系数 K 可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关；D、要提高 K 值，应从降低最大热阻着手；答案：C2、影响对流传热系数的因素有( )。A、产生对流的原因；B、流体的流动状况；C、流体的物性；D、流体有无相变；E、壁面的几何因素；答案:A、B、C、D、E3、传热过程中当两侧流体的对流传热系数都较大时，影响传热过程的将是（ ） 。A、管避热阻； B、污垢热。

4、第三章第三章 思考题思考题 1 试说明集总参数法的物理概念及数学处理的特点 答 当内外热阻之比趋于零时 影响换热的主要环节是在边界上的换热能力 而内部由 于热阻很小而温度趋于均匀 以至于不需要关心温度在空间的分布 温度只是时间的函数 数学描述上由偏微分方程转化为常微分方程 大大降低了求解难度 2 在用热电偶测定气流的非稳态温度场时 怎么才能改善热电偶的温度响应特性 答 要改善热电偶的温度响应特性。

5、第三章第三章 思考题思考题 1. 试说明集总参数法的物理概念及数学处理的特点 答：当内外热阻之比趋于零时，影响换热的主要环节是在边界上的换热能力。而内部由 于热阻很小而温度趋于均匀，以至于不需要关心温度在空间的分布，温度只是时间的函数， 数学描述上由偏微分方程转化为常微分方程、大大降低了求解难度。 2. 在用热电偶测定气流的非稳态温度场时,怎么才能改善热电偶的温度响应特性? 答：要改善热电偶的温度响应特性，即最大限度降低热电偶的时间常数,形状 上要降低体面比，要选择热容小的材料，要强化热电偶表面的对流换热。 3. 。

6、传热学 习题答案 第一章 蓝色字体为注释部分 1-4、对于附图中所示的两种水平夹层，试分析冷、热表面间的热量交换方式有什么不同如果要通过实验来测定夹层中流体的导热系数，应采用哪种布置 答图（a）的热量交换方。

7、第四章 传热习题答案4-1一炉壁由三层不同材料组成，第一层为耐火砖，导热系数为1.7 W/(m)，允许最高温度为1450，第二层为绝热砖，导热系数为0.35 W/(m)，允许最高温度为1100，第三层为铁板，导热系数为40.7W/(m)，其厚度为6mm，炉壁内表面温度为1350，外表面温度为220。在稳定状态下通过炉壁的热通量为4652 W/m2，试问各层应该多厚时才能使壁的总厚度最小？ 解：当绝热材料达到最高允许温度时，总壁厚为最小，因第二层绝热砖已达到最高温度，故第一层耐火砖的厚度不可再小，所以现在所得总厚为其最小厚度：4-2一根直径为60mm3mm的铝铜合金。

8、2-1】一食品冷藏室由内层为19 mm厚的松木，中层为软木层，外层为51 mm厚的混凝土所组成。内壁面温度为-17.8 ,混凝土外壁面温度为29.4 。松木、软木和混凝土的平均热导率分别为0.151,0.043 3,0.762 W/(mK)，要求该冷藏室的热损失为15W/m2。求所需软木的厚度及松木和软木接触面处的温度。 解：三层平壁的导热。1）所需软木的厚度由 得 解得： 2）松木和软木接触面处的温度由 解得：解题要点：多层平壁热传导的应用。【2-2】为减少热损失，在外径为150 mm的饱和蒸汽管道外加有保温层。已知保温材料的热导率=0.103+0.000 198 T(式中T为),蒸汽。

9、第三章思考题1. 试说明集总参数法的物理概念及数学处理的特点答：当内外热阻之比趋于零时，影响换热的主要环节是在边界上的换热能力。而内部由于热阻很小而温度趋于均匀，以至于不需要关心温度在空间的分布，温度只是时间的函数，数学描述上由偏微分方程转化为常微分方程、大大降低了求解难度。2. 在用热电偶测定气流的非稳态温度场时,怎么才能改善热电偶的温度响应特性?答：要改善热电偶的温度响应特性，即最大限度降低热电偶的时间常数 hAcv,形状上要降低体面比，要选择热容小的材料，要强化热电偶表面的对流换热。3. 试说明”无限大平。

10、第三章第三章 思考题思考题 1 试说明集总参数法的物理概念及数学处理的特点 答 当内外热阻之比趋于零时 影响换热的主要环节是在边界上的换热能力 而内部由 于热阻很小而温度趋于均匀 以至于不需要关心温度在空间的分布 温度只是时间的函数 数学描述上由偏微分方程转化为常微分方程 大大降低了求解难度 2 在用热电偶测定气流的非稳态温度场时 怎么才能改善热电偶的温度响应特性 答 要改善热电偶的温度响应特性。

11、2-1】一食品冷藏室由内层为 19 mm 厚的松木，中层为软木层，外层为 51 mm 厚的混凝 土所组成。内壁面温度为-17.8 ,混凝土外壁面温度为 29.4 。松木、软木和混凝土的平 均热导率分别为 0.151,0.043 3,0.762 W/(mK)，要求该冷藏室的热损失为 15W/m2。求所需 软木的厚度及松木和软木接触面处的温度。 解：三层平壁的导热。1）所需软木的厚度2b由 3141iiibTTq得 151. 0019. 00433. 0762. 0051. 08 .174 .29152b解得： mb128. 022）松木和软木接触面处的温度3T由 151. 0019. 08 .17153Tq解得：9 .153T解题要点：多层平壁热传导的应用。解题要点。

12、第三章思考题1. 试说明集中参数法的物理概念及数学处理的特点答：当内外热阻之比趋于零时，影响换热的主要环节是在边界上的换热能力。而内部由于热阻很小而温度趋于均匀，以至于不需要关心温度在空间的分布，温度只是时间的函数，数学描述上由偏微分方程转化为常微分方程、大大降低了求解难度。2. 在用热电偶测定气流的非稳态温度场时,怎么才能改善热电偶的温度响应特性?答：要改善热电偶的温度响应特性，即最大限度降低热电偶的时间常数 hAcv,形状上要降低体面比，要选择热容小的材料，要强化热电偶表面的对流换热。3. 试说明”无限大平。

13、传热学 习题答案第一章蓝色字体为注释部分1-4、对于附图中所示的两种水平夹层，试分析冷、热表面间的热量交换方式有什么不同？如果要通过实验来测定夹层中流体的导热系数，应采用哪种布置？答：图（a）的热量交换方式为导热（热传导），图（b）的热量交换方式为导热（热传导）及自然对流。应采用图(a)的方式来测定流体的导热系数。解释：因为图(a)热面在上，由于密度不同，热流体朝上，冷流体朝下，冷热流体通过直接接触来交换热量，即导热；而图（b）热面在下，热流体密度小，朝上运动，与冷流体进行自然对流，当然也有导热。因为图（a）。

14、第五章 传热 1用平板法测定固体的导热系数，在平板一侧用电热器加热，另一侧用冷却器冷却，同时在板两侧用热电偶测量其表面温度，若所测固体的表面积为0.02 m2，厚度为0.02 m，实验测得电流表读数为0.5 A，伏特表读数为100 V，两侧表面温度分别为200 和50 ，试求该材料的导热系数。 解：传热达稳态后电热器的加热速率应与固体的散热（导热）速率相等，即 式中 将。

15、第三章第三章 思考题思考题 1. 试说明集总参数法的物理概念及数学处理的特点 答：当内外热阻之比趋于零时，影响换热的主要环节是在边界上的换热能力。而内部由 于热阻很小而温度趋于均匀，以至于不需要关心温度在空间的分布，温度只是时间的函数， 数学描述上由偏微分方程转化为常微分方程、大大降低了求解难度。 2. 在用热电偶测定气流的非稳态温度场时,怎么才能改善热电偶的温度响应特性? 答：要改善热电偶的温度响应特性，即最大限度降低热电偶的时间常数,形状 上要降低体面比，要选择热容小的材料，要强化热电偶表面的对流换热。 3. 。

16、传热学 习题答案第一章蓝色字体为注释部分1-4、对于附图中所示的两种水平夹层，试分析冷、热表面间的热量交换方式有什么不同？如果要通过实验来测定夹层中流体的导热系数，应采用哪种布置？答：图（a）的热量交换方式为导热（热传导） ，图（b）的热量交换方式为导热（热传导）及自然对流。应采用图(a)的方式来测定流体的导热系数。解释：因为图(a)热面在上，由于密度不同，热流体朝上，冷流体朝下，冷热流体通过直接接触来交换热量，即导热；而图（b）热面在下，热流体密度小，朝上运动，与冷流体进行自然对流，当然也有导热。因为图（a。