傳熱學習題及答案

1、1.1.流動邊界層固體壁面附近流體，由于粘性導(dǎo)致速度急劇變化的薄層稱為流動邊界層（速度邊界層）2.定性溫度用以確定特征數(shù)中流體物性的溫度稱為定性溫度。3.灰體光譜吸收比與波長無關(guān)的物體稱為灰體。4.輻射力指單位時間、單位面積的輻射表面向半球空間所有方向所發(fā)射的全部波長的總能量。1.1.經(jīng)過白天太陽底下曬過的棉被，晚上蓋起來感到暖和，并且經(jīng)過拍打以后，效果更加明顯，試解釋原因。（6分）答：棉被經(jīng)過晾曬以后，可使棉花的空隙進入更多的空氣，而

2、空氣在狹小的棉絮空間里的熱量傳遞方式主要是導(dǎo)熱，由于空氣的導(dǎo)熱系數(shù)較小，具有良好的保溫性能。而經(jīng)過拍打的棉被可以讓更多的空氣進入，因而效果更明顯。2.寫出傅立葉導(dǎo)熱定律表達式，并說明式中各量和符號的物理意義。（6分）答：????????ttngradqn其中q是熱流密度矢量；?是到導(dǎo)熱系數(shù)，表示物質(zhì)導(dǎo)熱本領(lǐng)的大??；gradt是空間某點的溫度梯度；n是通過該點的等溫線上的法向單位矢量，指向溫度升高的方向，負號表示熱量沿溫度降低的方向傳遞。

3、3.寫出努塞爾數(shù)Nu與畢渥數(shù)Bi表達式并比較異同。（6分）答：從形式上看，Nu數(shù)（）與Bi數(shù)（）完全相同，但二者的??hlNu??hlBi物理意義卻不同。Nu數(shù)中?為流體的導(dǎo)熱系數(shù)，而一般h未知，因而Nu數(shù)一般是待定準則。Nu數(shù)的物理意義表示壁面附近流體的無量綱溫度梯度，它表示流體對流換熱的強弱。而Bi數(shù)中的?為導(dǎo)熱物體的導(dǎo)熱系數(shù)，且一般情況下h已知，Bi數(shù)一般是已定準則。Bi數(shù)的物理意義是導(dǎo)熱題內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻（l?）與外部對流熱阻（1h

4、）的相對大小。4.厚度等于??的常物性無限大平板，初始溫度均勻為t0，過程開始后，左側(cè)有一定熱流密度qw的熱源加熱，右側(cè)與低溫流體tf相接觸（t0tf），表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h等于常數(shù)，所有物性參數(shù)已知，寫出該導(dǎo)熱問題的數(shù)學描述。（6分）答：這是一個沿平板厚度方向的一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題，其微分方程、邊界及初始條件為微分方程：22????????ttcx初始條件：??000???txt邊界條件：00xwxqtx???????1.用裝有油的鐵套和玻璃

5、水銀溫度計測量蒸汽管道中的溫度，溫度計讀數(shù)為100℃，套筒根部溫度為60℃，套筒高度H=140mm，壁厚δ＝1mm，鐵套導(dǎo)熱系數(shù)為λ＝58.2Wm.K，鐵套外表面與蒸汽間的換熱系數(shù)為29.1(Wm2K)，試分析溫度計讀數(shù)誤差有多大？(10分)解：溫度計讀得的溫度tH與壓縮空氣真實溫度tf間的聯(lián)系可表示為：)()]([0mHchHxmch????當x=H時，)()()]([00mHchmHchHxmch??????于是00()()()1f

6、HHffchchchtttmHttttmHmH???????周長U=πd，套管壁橫截面Af=πdδ。所以29.10.143.1358.20.001fhUhmHHHA?????????由附表查得ch(3.13)=11.5℃10011.560103.811.51???????tf測試獲得的溫度和實際溫度相差3.8℃。2一直徑為10cm，長60cm的鋼圓柱體，初始溫度為30℃，將其放入爐溫為1200℃的加熱爐中加熱，升溫到800℃后方可取出，