传热学课后答案(完结版).pdf

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1绪论思考题与习题（89P）答案：

1冰雹落体后溶化所需热量主要是由以下途径得到：

Q与地面的导热量fQ与空气的对流换热热量注：

若直接暴露于阳光下可考虑辐射换热，否则可忽略不计。

2略3略4略5略6夏季：

在维持20的室内，人体通过与空气的对流换热失去热量，但同时又与外界和内墙面通过辐射换热得到热量，最终的总失热量减少。

（TT外内）冬季：

在与夏季相似的条件下，一方面人体通过对流换热失去部分热量，另一方面又与外界和内墙通过辐射换热失去部分热量，最终的总失热量增加。

（TT外内）挂上窗帘布阻断了与外界的辐射换热，减少了人体的失热量。

7热对流不等于对流换热，对流换热=热对流+热传导热对流为基本传热方式，对流换热为非基本传热方式8门窗、墙壁、楼板等等。

以热传导和热对流的方式。

9因内、外两间为真空，故其间无导热和对流传热，热量仅能通过胆壁传到外界，但夹层两侧均镀锌，其间的系统辐射系数降低，故能较长时间地保持热水的温度。

当真空被破坏掉后，1、2两侧将存在对流换热，使其保温性能变得很差。

10tRRA1tRRA2218.331012m11qtconst直线const而为（t）时曲线212.iR1R3R0R1ftq首先通过对流换热使炉子内壁温度升高，炉子内壁通过热传导，使内壁温度生高，内壁与空气夹层通过对流换热继续传递热量，空气夹层与外壁间再通过热传导，这样使热量通过空气夹层。

（空气夹层的厚度对壁炉的保温性能有影响，影响a的大小。

）13已知：

360mm、0.61（）WmK118ft2187（）WhmK210ft22124（）WhmK墙高2.8m，宽3m求：

q、1wt、2wt、解：

1211tqhh18（10）45.9210.361870.611242Wm3111（）fwqhtt11137.541817.5787wfqtth222（）wfqhtt22237.54109.7124wfqtth45.922.83385.73qAW14.已知：

3Hm、0.2m、2Lm、45（）WmK1150wt、2285wt求：

tR、R、q、解：

40.27.407104532tKRWAHL30.24.4441045tR2mKW3232851501030.44.44410tKWqmR3428515010182.37.40710ttKWR15已知：

50idmm、2.5lm、85ft、273（）WhmK、25110Wqm求：

iwt、（）iwfqhthttiwfqtth511085155730.052.551102006.7iAqdlqW16.已知:

150wt、220wt、241.23.96（）WcmK、1200wt求：

1.2q、1.2q、1.2q解：

12441.21.2（）（）100100wwttqc44227350273203.96（）（）139.2100100Wm412441.21.2（）（）100100wwttqc442273200273203.96（）（）1690.3100100Wm21.21.21.21690.3139.21551.1Wqqqm17已知：

224Am、215000（）WhmK、2285（）WhmK、145t2500t、2285（）WkhmK、1mm、398（）WmK求：

k、解：

由于管壁相对直径而言较小，故可将此圆管壁近似为平壁即：

12111khh3183.56111015000390852（）Wmk383.5624（50045）10912.5kAtKW若k2h100kkk8583.561.7283.56因为：

1211hh?

，21h?

即：

水侧对流换热热阻及管壁导热热阻远小于燃气侧对流换热热阻，此时前两个热阻均可以忽略不记。

18略5第一章导热理论基础思考题与习题（24P）答案：

1略2已知：

10.62（）WmK、20.65（）WmK、30.024（）WmK、40.016（）WmK求：

R、R解：

231241242242592101.1460.620.650.016mKRW232232560.265/0.650.024RmkW由计算可知，双Low-e膜双真空玻璃的导热热阻高于中空玻璃，也就是说双Low-e膜双真空玻璃的保温性能要优于中空玻璃。

34略56已知：

50mm、2tabx、200a、2000b/m2、45（）WmK求：

（1）0xq、6xq

（2）vq?

解：

（1）00020xxxdtqbxdx3322452（2000）5010910xxxdtWqbxmdx

（2）由220vqdtdx?

62332245（2000）218010vdtWqbmdx?

7略8略9取如图所示球坐标，其为无内热源一维非稳态导热故有：

22tatrrrr00,tt0,0trr,（）ftrRhttr10解：

建立如图坐标，在x=x位置取dx长度微元体，根据能量守恒有：

xdxxQQQ

（1）xdtQdx（）xdxddtQtdxdxdx4（）bbQEAEATUdx代入式

（1），合并整理得：

2420bfUdtTdx该问题数学描写为：

2420bfUdtTdx00,xtT,0（）xldtxldx假设的4（）bexldtfTfdx真实的7第二章稳态导热思考题与习题（P51-53）答案1.略2.略3.解：

（1）温度分布为121wwwttttx（设12wwtt）其与平壁的材料无关的根本原因在coust（即常物性假设），否则t与平壁的材料有关

（2）由dtqdx知，q与平壁的材料即物性有关4.略5.解：

2111222（）0,（）,wwwwddtrdrdrrrttttrrtt设有：

12124（）11wwQttrr21214FrrRrr6.略7.已知：

4,3,0.25lmhm115wt,25wt,0.7/（）Wmk求：

Q解：

lh?

，可认为该墙为无限大平壁15（5）0.7（43）6720.25tQFW8.已知：

2220,0.14,15wFmmt，31.28/（）,5.510WmkQW求：

1wt解：

由tQF得一无限平壁的稳态导热3125.510150.1415201.28wwQttF9.已知：

12240,20mmmm，120.7/（）,0.58/（）WmkWmkr1r2rtw1tw2Qtw1tw283210.06/（）,0.2Wmkqq求：

3解：

设两种情况下的内外面墙壁温度12wwtt和保持不变，且12wwtt由题意知：

1211212wwttq122312123wwttq再由：

210.2qq，有121231212121230.2wwwwtttt得：

123312240204（）40.06（）90.60.70.58mm10.已知：

1450wt，20.0940.000125,50wtt，2340/qWm求：

解：

412,0.0941.25102wwtttqmm412120.0941.25102wwwwtttttmqq445050450500.0941.25100.14742340m即有2340/147.4qWmmm时有11.已知：

11120,0.8/（）mmWmk，2250,0.12/（）mmWmk33250,0.6/（）mmWmk求：

3?

22131312tw1qtw211122tw1tw2q11122339解：

21213123112313,wwwwttttqq由题意知：

qq即有：

21213123112313wwwwtttt333220.6250505000.12mm12.已知：

1600wt，2480wt，3200wt，460wt求：

123,RRRRRR解：

由题意知其为多层平壁的稳态导热故有：

14122334123wwwwwwwwttttttttqRRRR112146004800.2260060wwwwRttRtt223144802000.5260060wwwwRttRtt33414200600.2660060wwwwRttRtt13.略14.已知：

1）11012,40/（）,3,250fmmWmkmmt，60ft220112,75/（）,50/（）hWmkhWmk2）223,320/（）mmWmk3）223030,70/（）hWmk221313tw1tw23311tw1tw2231231tw1tw423tw1tw4tw2tw3R1R2R3R=R1+R2R3+qtf11tf2210求：

123123,qqqkkk解：

未变前的122030102250605687.2/1113101754050ffttqWmhh1）21311121129.96/（）1112101754050kWmkhh21129.96（25060）5692.4/qktWm21105692.45687.25.2/qqqWm2）22321221129.99/（）11131017532050kWmkhh22229.99（25060）5698.4/qktWm22205698.45687.211.2/qqqWm3）22330101136.11/（）1113101754070kWmkhh23336.11（25060）6860.7/qktWm23306860.75687.21173.5/qqqWm321qqq?

，第三种方案的强化换热效果最好15.已知：

35,130ACBmmmm，其余尺寸如下图所示，1.53/（）,0.742/（）ACBWmkWmk求：

R解：

该空斗墙由对称性可取虚线部分，成为三个并联的部分11111132222,ABCABCRRRRRRRRR3321111311135101301020.1307（）/1.531.53CABABCRRmkW332322222335101301020.221（）/1.530.742CABABCRmkW2212115.0410（）/1111220.13070.221RmkWRR16.已知：

121160,170,58/（）dmmdmmWmk，2230,0.093/（）mmWmk33140,0.17/（）,300wmmWmkt，450wt求：

1）123,RRR;2）lq:

3）23,wwtt.解：

tw1112323tw41010A1B1C1A2A3B2C2B3C3R1R1R1R2R3R2R2R3R3RRR121）4211111170lnln1.66410（）/2258160dRmkWd2222221117060lnln0.517（）/220.093170dRmkWd223332222111706080lnln0.279（）/2220.1717060dRmkWd132RRR?

2）2330050314.1/0.5170.279littqWmRRR3）由121wwlttqR得4211300314.11.66410299.95wwlttqR同理：

34350314.10.279137.63wwlttqR17.已知：

1221211,22mmdd求：

llqq解：

忽略管壁热阻010121020122211lnln222ddRdd010122010122211lnln222ddRdd,llttqqRR（管内外壁温13,wwtt不变）0101220101010121020122211lnln22222211lnln222llddqRddddqRddtw1d0dd12mm12tw3221301010010101001241lnln22241lnln22dddddddd由题意知：

1001011

（2）2mdddd2112011

（2）32mmmdddd即：

21010101232（）mmddddd（代入上式）15ln3ln231.27715ln3ln23llqRqR即：

0.783llqq21.7%lllqqq即热损失比原来减小21.7%。

18.已知：

1,dmm32.2210/,lRm0.15/（）Wmk1max65wt，240wt，0.5,mm求：

maxI解：

21max2max12ln2wwllttqIRdd11221max2max36540123.7（）22.2210120.5lnln220.151wwlttIARdd19.已知：

121185,100,40/（）,180wdmmdmmWmkt230.053/（）,40wWmkt，52.3/lqWm求：

2解：

13222121122211lnln22wwltttqddRRddtw1tw2qltw1tw2tw3RR1221lnd2d122lnd2+2d214整理得：

221111804011002（ln）20.053（ln）2252.3240852100

（1）

（1）7222ldtqddeemm或：

21RR?

故有132222221ln2wwltttqdRd2222

（1）722ltqdemm20.已知：

）4.7715.273（,/6.199,30,3,35.01211wtkgkJrmmmmmmd325wt，210.03/（）,16.3/（）,1WmkWmkh求：

m解：

1231wwFFttQRR311211111112111111（）（）111144

（2）

（2）（22）2222wwttdddd2（25273.1577.4）111111（）（）16.30.350.3560.030.3560.416102.7W或：

12FFRR?

故有：

312232（25273.1577.4）0.03102.711111（）（）40.3560.416wwttQWrr102.73.61.85/199.6Qmkghr21.略22.略23.解：

fffttlxttxttmdxd2211222,0,0ltf,ht,tt12ft1t2tw1tw2tw3RRF1F241（1r1）-1r242（1r2）-1r315解微分方程可得其通解：

12mxmxcece由此得温度分布（略）24.已知：

25,lmm3,mm20140/（）,75/（）,80WmkhWmkt30ft，0xlq求：

lq解：

3222750.0250.4725140310hUhLhmllllAL18.9m0（）0.472518.9（8030）（）（0.4725）chmlxchxchmlch44.91（0.472518.9）chx3044.91（0.472518.9）tchx002（）（）lQhUhqthmlthmlLmLm275（8030）（0.4725）174.7/18.9thWm25.已知：

15,20,48.5/（）,84lmmlmmWmkt，040t220/（）hWmk求：

t解：

3200.12248.51.510hUhdhmllllAd00（）（）fllfttchmlchmltt0（）84

（2）4099.93（）1

（2）1lftchmltchtchmlch

（2）3.7622ch99.9384100%100%15.9%99.93flftttt26.已知：

00.8,160,60mmlmmt，16.3/（）Wmk，其他条件同25题16求：

t解：

3201606.2716.30.810hmll0（）84（6.27）6084.09（）1（6.27）1lftchmltchtchmlch（6.27）264.24ch84.0984100%100%0.11%84.09flftttt27.已知：

3,16mmlmm2

（1）140/（）,80/（）WmkhWmk2

（2）40/（）,125/（）WmkhWmk求：

f解：

（1）332228016100.312140310hUhLhmllllAL（）（0.312）0.970.312fthmlthml

（2）3322212516100.7340310hUhLhmllllAL（）（0.73）0.8530.73fthmlthml28.已知：

1277,140,4,25,50/（）dmmdmmmmPmmWmk2060/（）,320hWmkt，75ft求：

lq解：

211（）31.52ldd33.52cll2172ccrrl334221（）410（7238.5）101.3410cfrrm17P1133223224226033.5100.821501.3410chlf21722.1533.5crr查图得：

0.78f每片肋片的散热量为1Q100（）fffQQhFtt222102（）（）cffrrhtt2262（7238.5）100.7860（32075）266.7W每米肋片管的散热量为：

12

（1）lqnQnQ100014125n片/米41266.7401.4811kW2Q为两肋片间的表面的散热量210（）fQdPtt3377102510（32075）1.48W29.略30.已知：

212132.2,0.3,0.56/（）,0wllmmWmkt，230wt求：

lq解：

1113100.3AlLLSL2222.27.330.3AlLLSLl1l21830.54SL121,5ll123（224）lSSStQqLL,12wwttt（21027.3340.54）0.56（300）618.6/Wm31.已知：

1165,90wdmmt，21.5,1.05/（）,6wHmWmkt220/（）hWmk求：

lq解：

3lrHr22ln（）lsHr22ln（）lQstqtHllr21.05（906）154.2/21.5ln0.165/2Wm32.已知：

21210.520.52,0.42,0.023/（）,30wllmHmWmkt214wt,34QW求：

解：

1211212,lllHSSll3410.54,0.54SHSl1234（444）QSSSSt1213440.520.5240.520.42344440.540.4240.540.520.023（3014）lllHQSSt23.621036.2mmm33.已知：

5,2.54,2,80mmmPMPat，180/（）WmkHdtw1tw2l1l2Q底=0H19求：

ct解：

由2.54,2mPMPa，查表得，420.8810（）/cRmkWctQR31ttt再由cctQR，22cABttt得4340.88108049510220.8810180cccRttR第三章非稳态导热1.略2.略3.略4.略5.已知：

3210.15,420/（）,8400/,58/（）pdmmcJkgkkgmhWmk22126/（）hWmk求：

0102,解：

33012111484004200.15322101.52（）3235842pppddcccVshFhdh同理：

302284004200.152100.7（）323126pdcsh6.略7.已知：

300.5,8930/,400/（）,25pdmmkgmcJkgkt，120ft2095/（）,1%,22/（）hWmkWmk（康铜）求：

t解：

由001%ffttttRct1t2At2Bt3t1t1At2Bt3x2000.01（）1200.01（25120）119.05fftttt34950.510133.6100.10.123223RVhhFBivM故满足集总参数法的求解条件，有：

0VVBiFoe320189304000.5103lnln（110）14.43952pcVshF8.已知：

23,11,mmFm239/（）,48.5/（）hWmkWmk，0300t，20ft，6212.710/,ams50t求：

解：

33330101220.98100.10.148.53VhBiM满足集总参数法的求解条件，故有：

0phFcVe00lnlnpcVVhFhaF36348.511050202ln3283912.710130020s9.略10.已知：

080t，20,20fdmmt，12/,5min,34umst38954/,383.1/（）,386/（）pkgmcJkgkWmk求：

h解：

假设可使用集总参数法，故有：

0phFcVe3201208954383.110342022lnln83.2/（）5608020pcVhWmkF21由3383.22010122.16100.10.123862VRhhFBivM满足集总参数法的计算，上述假设成立。

11.已知：

2,12minABABpApBABfABBccttthh0050%mAmB求：

A解：

11000,0.52AmAmBAAAABiBih查表得：

0.24ABFoFo即：

222212248minAAABBAABBBaa12.已知：

300.50.50.5,30abcmt，800ft，52/（）Wmk220.063/,80/（）,30minamhhWmk求：

mt解：

1522.61800.52Bih220.06330600.536000.25aFo对于正六面体有：

3000fmmmftttt平板由12.60.5BiFo，查图有：

00.9m平板3300800（80030）0.9239mmftt平板13.已知：

72040,510/,4/（）,25mmamsWmkt，1260ft240/（）,1hhWmk缺少2240.14ft已知：

、20wt、smu8.0、ml45.0、5105Rec、mx1.01、mx2.02、mx3.03lx4求：

x解：

30）（21wfmttt按30mt查表得：

42.5Pr、）（618.0kmw、smv271005.8由vxuxRe得mx1.0141094.9Rexmx2.0251099.1RexecR均为层流mx3.0351098.2Rexmx45.0451047.4Rex2131RePr332.0xxmx1.013.1136mx2.029.803）（2kmwmx3.038.655mx45.045.535x2图略15.已知：

ml3.0、smu9.0、25ft求：

max、）（yul解：

由25ft查表得smv2710055.9clvluRe1098.210055.99.03.0Re57mll35max1055.23.01098.264.4Re64.423uyyyul3maxmax）（21）（23）（333）1055.21（9.0211055.219.023yy371071.24.529）（yyyulsm图略16.略17.略18.已知：

smu10、80ft、30wt、ml8.0、5105Rec、mb1求：

cx、Q解：

55）（21wfmttt按55mt查表得：

smv2510846.1、697.0Pr、）（10865.22kmw由muvxvxucccc923.01010864.1105ReRe55cxl全板长均为层流3121PrRe664.02lll）（9.13697.010846.18.0108.010865.266