1、緒論1.設有一大平壁，面積為A,它的一側為溫度為tfi的熱流體，另一側為溫度為tf2的冷流體；兩側對流換熱表面傳熱系數分別為幾及h2；壁面溫度分別為twi和tw2；壁的材料的導熱系數為入，厚度為8,傳熱過程處于穩態。寫出單位面積上的傳熱量的計算式(不考慮輻射換熱)。第一章第四章導熱部分1. 厚度為8的大平壁，無內熱源，入為常數，平壁兩側表面分別維持均勻穩定的溫度twi和tw2。寫出這一穩態導熱過程的完整數學描寫。2. 上題，若入與溫度有關，其余不變，寫出這一穩態導熱過程的完整數學描寫。3. 1題，若壁兩側壁面均給出第三類邊界條件，即已知：X=0處，流體的溫度為tfi,對流換熱表面傳熱系數為hi

2、；X=8處，流體的溫度為tf2,對流換熱表面傳熱系數為h2,且tfi>tf2。寫出這一穩態導熱過程的完整數學描寫。4. 對第i題求解，彳#出溫度tf(x)的關系式，并進一步寫出導熱量q的關系式。5. 厚為8的無限大平壁，無內熱源，穩態導熱時，壁內溫度分布情況如圖所示。說明三種情況下，材料導熱系數0(ibt)中，b何時為正、為負、為零？6. 用一平底壺燒開水，壺底與水接觸面的溫度為iiioC,通過壺底的熱流密度為42400w/m2,如在壺底結一層水垢厚3mm,iw/mC,此時水垢層與水接觸面上的溫度和通過的熱流密度均不變，計算：(i)水垢層與壺底接觸面上的溫度；(2)單位面積上的導熱熱阻。

3、7. 人對冷熱的感覺以皮膚表面的熱損失作為衡量依據。設人體脂肪層的厚度為3mm,其內表面溫度為36oC且保持不變，冬季的某一天，氣溫為-i5cC,無風條件下，裸露的皮膚外表面與空氣的表面傳熱系數為25w/(m2k),某一風速時，表面傳熱系數為65w/(m2k),人體脂肪層的導熱系數為0.2w/mk,確定：(i)要使無風天的感覺與某一風速、氣溫T5oC時感覺一樣，則無風天氣溫是多少？(2)在同樣是-i5oC的氣溫時，無風天和某一風速時的刮風天，人皮膚單位面積上的熱損失之比是多少？(按大平壁處理)。8. 野外工作者常用紙制容器燒水，設厚為0.2mm的紙的0.9w/(mk),水側沸騰換熱h2400w

4、/m2k,容器用1100oC的火焰加熱，火焰與紙面的h95w/m2k,若紙的耐火溫度為200cC,證明：該紙制容器能耐火。9. 導熱系數入均為常數的三種不同材料組成的多層大平壁，壁內穩態溫度分布如圖。(1)說明熱流密度qhq2,q3間的相對大小；(2)說明導熱系數a,B,C間的相對大小。10. 用實驗測定某平板材料的導熱系數，已知試件的厚度是2.5cm,表面積是0.1m2,當實驗達穩定時，測得通過試件的熱量是1kw,兩表面溫度分別為40OC和90oC,中心平面溫度是56oC,寫出該材料的導熱系數隨溫度變化的函數式0(1bt)o11. 厚度為10cm的大平壁，通過電流時，發熱率為3104w/m3

5、(內熱源強度)，平壁的一個表面絕熱，另一表面暴露于25oC的空氣中。若空氣與壁面之間的表面傳熱系數為50w/(m2C),壁的導熱系數為3w/(mC),確定壁中的最高溫度。12. 大平壁與圓筒壁材料相同，厚度相同，在兩側表面溫度相同條件下，圓筒內表面積等于大平壁表面積，問：哪種情況下導熱的熱流量大？(無內熱源，入為常數)。13. 焊接工人利用直徑為3mm長為0.4m,導熱系數為40w/(mk)的焊條進行焊接，焊縫表面溫度為800OC,焊條周圍空氣溫度為25(C,表面傳熱系數為4w/(m2k),假定人手能承受的溫度為60OC,問人手至少應握何處？14. 如圖所示幾何形狀，假定圖中陰影部分所示的導熱

6、體沒有內熱源，物性為常數，且過程處于穩態，中心圓管內部表面溫度保持t1不變，而方形邊界處于絕熱。分析：導熱體分別用不銹鋼和銅作為材料時，溫度分布是否一樣？15. 如圖所示軸對稱圖形，為一維穩態導熱，側面絕熱，兩端面分別保持定溫，設此物體無內熱源，常物性，分析它在x方向的溫度分布是附圖哪種形狀？16. 在某廠生產的測溫元件說明書上，標明該元件的時間常數為1s。從傳熱學角度，你認為此值可信嗎？17. 兩塊厚度為30mm的無限大平板，初始溫度為20cC,分別用銅和鋼制成。平板突然放入60CC流體中，且兩側表面溫度突然上升到60CC,計算使兩板中心溫度均上升到56cC時，兩板所需時間之比。鋼和銅的熱擴

7、散率分別為12.9106m2/s和10310-6m2/s。18. 某同學擬用集總參數法分析求解一維大平板的非穩態導熱問題，為此他算出了Fc和Bi數，結果發現Bi數不滿足集總參數法的條件。于是他改用Fc和Bi數查線算圖(諾謨圖)算出了答案。你認為他的結果對嗎？為什么？19. 將初始溫度為20cC的熱電偶突然放入250cC的氣流中，測得熱電偶的溫度上升為80cC的時間為10秒鐘，求熱電偶的溫度上升到180cC需多長時間？20. 一個直徑7.5cm的桔子暴露在溫度較低的環境中，假設桔子的物性與20cC的水相似，且平均表面傳熱系數h11w/m2k,確定采用集總參數法預測桔子冷卻過程中瞬態溫度的可行性。

8、d5cm,t0450C,tf30C,h24w/(m2C),21. 鋼球，3Cp0.48kJ/(kgC),7753kg/m,33w/(mC),計算：鋼球冷卻到300cC所需時間。22. 銅和混凝土在溫度為22cC的房間中已放置很久，用手分別接觸這兩種材料，問哪塊材料使人感覺更涼？設人手溫度為37cCo銅：401w/mC,8933kg/m3,c385J/kgC,混凝土：1.4w/mC,2300kg/m3,c880J/kgC23. 無內熱源，常物性二維導熱物體在某一瞬時的溫度分布為2t2yccsx,說明該導熱體在x=0,y=1處的溫度是隨時間增加而逐漸升高，還是逐漸降低？24. 一塊無限大平板，單側

9、表面積為A,初溫為t0,一側表面受溫度為t,表面傳熱系數為h的氣流冷卻，另一側受到恒定流密度的加熱，內部熱阻可忽略。列出物體內部溫度隨時間變化的微分方程式。設其它幾何參數及物性參數為已知。25. 如圖所示，一等截面直肋，高H=45mm,厚格10mm,肋基溫度t0100C,流體溫度tf20C,h50w/(m2k),肋片50w/(mk),設肋端絕熱，將它分成四個節點，列出節點2,3,4的離散方程式，并計算其溫度。第五章第七章對流換熱部分1 .20c的水以1.2m/s的速度外掠長250mm的平板，tw=60C,求：（1）x=150mm處hx;(2)全板平均h;(3)板單位寬度的換熱量。對流體外掠平板

10、的流動，從動量微分方程導出邊界測無限空間中水平熱橫管和空氣間的自然對流換熱7m/s的流速，分別橫掠和縱掠外徑及管長相同的兩2 .利用數量級分析的方法，層厚度的如下變化關系式:3 .空氣自然對流換熱實驗：的表面傳熱系數。4 .溫度為25c的空氣，以根水平管，已知水平圓管的外徑d=50mm,長為1m,外壁溫度為155C。求：(1)上述兩種情況下，對流換熱表面傳熱系數；(2)解釋所得計算結果。5 .一塊高H=1.5m,寬b=500mm的平板，一個側面絕熱，另一個側面溫度維持為85C,計算平板在下列三種布置位置情況下，與15c的空氣間的自然對流換熱量。(1)豎直放置；(2)熱面朝上水平放置(3)熱面朝

11、下水平放置。6 .空氣，橫向掠過叉排管束，管外徑d=25mm,管子間距，S1=50mm,S2=37.5mm,垂直于流動方向的橫向排數Ni=16,沿空氣流動方向的縱向排數N2=5,管壁溫度為60C,空氣進管束時溫度tf'=10C,流出時溫度tf"=20C,流速Umax=5m/s。max求：(1)h;(2)管束單位長度的對流換熱量。7 .內徑d=10mm的管內水流速Um0.309m/s,tf23.5C,tw48.3C,%100,計算h。8 .水以0.8kg/s的質量流量在內徑d=2.5cm的管內作受迫流動，管壁溫度'tw=90C,進口截面水溫tf=20C,水被加熱后離開時

12、溫度tf"=40C,求管長l。9 .簡要分析下列情況下，流體在管內受迫流動時h的大小(1) 彎管與直管；(2) 長管與短管；(3) 同種流體受迫流過管徑相同的管內；(4) 不同流體以相同速度受迫流過管徑相同的管內；(5) 同種流體以相同速度在管內受迫流動；(6) 體積流量相同的同種流體，在周長相同的園管和扁管內受迫流動；(7) 流速相同的同種流體，在周長相同的園管和扁管內受迫流動10 .有一雙層玻璃窗豎放置，高H=1.8m,寬b=1.2m,兩層玻璃間距8=125mm,玻璃溫度：內層twi=20C,外層tw2=10C,試求通過玻璃窗的自然對流換熱損失。11 .在tw<tf的情況下

13、，空氣受迫沿豎壁從上往下流動與從下往上流動相比，哪種情況下的h大？12 .為什么冷凝器中管子多采用水平布置？13 .為什么垂直壁層流膜狀凝結h理論值偏小？14 .空氣橫掠管束時，沿流動方向管排數越多，換熱越強；為什么蒸汽凝結時，沿凝液方向管排數越多，平均表面傳熱系數越小？15 .要增大臥式冷凝器的換熱面積，采取以下哪種方案最好？(1) 增大d;(2)增加n；(3)增長l。16 .響水不開，開水不響，原因何在？17 .水開了，處于沸騰過程的哪個階段？18 .兩滴完全相同的水滴在大氣壓下分別滴在表面溫度為120c和400c的鐵板上，哪塊上的水先被燒干？第八章第九章輻射換熱部分1 .微元面dA,在單

14、位時間內輻射給微元面dA2方向的全波長總能量為d(,),確定(1)輻射強度；(2)輻射力；(3)定向輻射力。2 .一黑體，表面溫度為2500C,求輻射力；輻射強度；如在表面鍍鋁，輻射力成為0.2106w/m2,則其發射率為多少(設表面溫度仍為2500C)；吸收率。3 .下列各式成立的條件是什么？(1)EI;(2);(3)1;(4)4 .兩種材料A和B,哪種材料可用于太陽能集熱器的吸熱板？(取暖用的輻射采暖板也用這種材料，是否合適？)5 .估計A和B的發射率如何隨溫度而變化？6 .真空輻射爐，球心處有一黑體加熱元件，指出三處中，何處輻射強度最大？何處定向輻射力最大？7 .夏天，在陽光下穿淺色衣服為好。而在鋼鐵廠的高溫車間，為什么工人們有的穿白色工作服，有的卻穿深色工作服？8 .常溫下呈紅色的物體表示此物體在常溫下紅光的單色發射率較其它色光為高(指不加熱條件下)，你認為此種說法對嗎？