传热学第五版课后习题答案.docx

精品名师归纳总结传热学习题 _建工版 V可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结0-14 一大平板，高 3m，宽 2m，厚 0.2m，导热系数为 45W/〔m.K〕, 两侧外表温度分别为t w1150 C可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结及 t w1285 C ，试求热流密度计热流量可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结解：依据付立叶定律热流密度为：可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结q gradt=-t w2t w145 285 15030375〔w/m 2 〕可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结x 2 x 1 0.2负号表示传热方向与 x 轴的方向相反通过整个导热面的热流量为：q A 30375 〔3 2〕 182250〔W〕0-15 空气在一根内经 50mm，长 2.5 米的管子内流淌并被加热，已知空气的平均温度为 85℃，管壁对空气的 h=73〔W/m2.k〕 ，热流密度 q=5110w/ m 2, 是确定管壁温度及热流量 .。

解：热流量qA=q〔 dl〕=5110〔3.14 0.05 2.5〕=2005.675〔W〕可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结又依据牛顿冷却公式hA t=h A〔t w管内壁温度为：t f 〕 qA可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结q 5110可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结t w t f h 85 73155〔 C〕可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结1-1 ．按 20℃时，铜、碳钢〔 1.5%C〕、铝和黄铜导热系数的大小，排列它们的次序隔热保温材料导热系数的数值最大为多少？列举膨胀珍宝岩散料、矿渣棉和软泡沫塑料导热系数的数值解：(1) 由附录 7 可知，在温度为 20℃的情形下，λ 铜=398 W/〔m · K〕 ，λ 碳钢＝ 36W/〔m· K〕 ， λ铝＝ 237W/〔m· K〕 ，λ 黄铜＝ 109W/〔m· K〕. 所以, 按导热系数大小排列为 :λ铜>λ 铝>λ黄铜 >λ钢(2) 隔热保温材料定义为导热系数最大不超过 0.12 W/〔m · K〕.(3) 由附录 8 得知，当材料的平均温度为 20℃时的导热系数为 :膨胀珍宝岩散料 : λ =0.0424+0.000137t W/〔m ·K〕× 20=0.04514 W/〔m · K〕;矿渣棉 : λ =0.0674+0.000215t W/〔m · K〕× 20=0.0717 W/〔m · K〕;可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结由附录 7 知聚乙烯泡沫塑料在常温下 , λ=0.035~0. 038W/〔m· K〕。

由上可知金属是良好的导热材料， 而其它三种是好的保温材料1-5 厚度δ为 0.1m 的无限大平壁，其材料的导热系数λ＝ 100W/〔m· K〕 ，在给定的直角坐标系中，分别画出稳态导热时如下两种情形的温度分布并分析 x 方向温度梯度的重量和热流密度数值的正或负〔1〕t| x=0=400K, t| x=δ =600K;〔2〕 t| x=δ =600K, t| x=0 =400K;解：依据付立叶定律t t tq gradt i j k x y zxq tx无限大平壁在无内热源稳态导热时温度曲线为直线，并且x0xdxx 2x10t dt t 2 t 1 t x t可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结qt x t x 0x〔a〕可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结〔1〕 t| x=0=400K, t| x= δ=600K 时温度分布如图 2-5〔1〕 所示依据式 〔a〕, 热流密度 q x <0 ，说明 x 方向上的热流量流向 x 的反方向可见运算值的可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结方向符合热流量由高温传向低温的方向〔2〕 t| x=δ =600K, t| x=0 =400K;温度分布如图 2-5〔2〕 所示图 2-5〔1〕可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结依据式 〔a〕, 热流密度q x >0 ，可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结说明 x 方向上的热流量流向 x 的正方向。

可见运算值的方向也符合热流量由高温传向低温的方向可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结1-6 一厚度为 50mm的无限大平壁，其稳态温度分布为t=a+bx2〔oC〕，式中 a=200 oC, b=-2000可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结oC/m假设平板导热系数为 45w/〔m.k〕, 试求：〔1〕平壁两侧外表处的热流密度 〔2〕平壁中是否有内热原？为什么？假如有内热源的话，它的强度应当是多大？解：方法一可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结由题意知这是一个一维〔 t t =0y z〕、稳态〔 t 0 〕、常物性导热问题导热微分方程图 2-5〔2〕可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结式可简化为：22d tdxq v 0〔a〕可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结由于 t=a+bx2，所以可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结dt 2bxdx〔b〕可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结d 2 tdx 22b 〔c〕可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结（1） 依据式〔 b〕和付立叶定律可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结xq dtdx2bx可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结qx-00 ，无热流量可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结q x=2b =-2 〔-2000〕 45 0.05=9000〔w/m 2 〕可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结（2） 将二阶导数代入式〔 a〕可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结2vq d t32b 2 〔 2000〕 45=180000w/m可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结4 3dx 2可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结该导热体里存在内热源，其强度为解：方法二1.8 10 w / m 。

可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结由于 t=a+bx2，所以是一维稳态导热问题可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结dt 2bx dx依据付立叶定律〔c〕绝热 放热可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结q x〔1〕 q x-0dt dx0 ，无热流量2bxx可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结q x=2b =-2 〔-2000〕 45 0.05=9000〔w/m 2 〕可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结〔2〕无限大平壁一维导热时，导热体仅在边界 x=0 ，及 x= 处有热交换，由〔 1〕的运算结果知导热体在单位时间内猎取的热量为可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结in = qx=0q x=A area0-〔-2b 〕 Aarea可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结in =2b Aarea0 〔d〕可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结负值表示导热体通过边界散发热量。

假如是稳态导热， 必需有一个内热源来平稳这部分热量来保证导热体的温度不随时间变化即实现稳态导热内热源强度 :可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结qv inv2b Aarea 2b可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结V volume VvolumeA area可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结vq 2 〔 2000〕 45=180000w/m 32-9 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， 并在内外表加一层硬泡沫塑料，使导入室内的热量比原先削减 80%已知砖的导热系数λ＝ 0.7W/〔m · K〕，灰泥的λ＝ 0.58W/〔m · K〕，硬泡沫塑料的λ＝ 0.06W/〔m · K〕 ，试求加贴硬泡沫塑料层的厚度解: 未贴硬泡沫塑料时的热流密度 :可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结q1Δ t 1R 1 R⋯⋯⋯⋯ 〔1〕2t w1.t w2可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结加硬泡沫塑料后热流密度 :R 1 R 2可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结2q Δ 。