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传热学（2-10章）重难点知识点总结问答实例题库及答案解析 传热学2章稳态导热 一、名词解释 稳态温度场：物体内各点温度不随时间变化的温度场。 等温面 ：温度场中同一瞬间温度相同点组成的面。 热扩散率（或导温系数）：表征物体内部温度趋于一致的能力，为 肋效率：肋片的实际散热量与假设整个肋片表面处于肋基温度下的散热量之比。 二、解答题和分析题 1．写出傅里叶定律的一般形式的数学表达式，并说明其中各个符号的意义。 答：傅里叶的一般表达式为：。 其中：q是热流密度矢量；λ为导热系数，它表示物质导热本领的大小；gradt是空间某点的温度梯度；n是通过该点的等温线上的法向单位矢量，指向温度升高的方向，“-”号表示热量沿温度降低的方向传递。 2、写出傅里叶定律的文字表达式。 答：在导热中，单位时间内通过给定截面面积的导热量，正比于垂直该截面方向上的温度变化率和截面面积，而热量传递的方向则与温度升高的方向相反。 3、等温面与等温线的特点，不同温度的等温面(线)能相交不？ 答：1) 温度不同的等温面或等温线彼此不能相交； 2) 在连续的温度场中，等温面或等温线不会中断，它们或者是物体中完全封闭的曲面（曲线），或者就终止与物体的边界上； 3）物体的温度场通常用等温面或等温线表示，若每条等温线间的温度间隔相等时，等温线越密反映出该区域导热热流密度的越大。 不同温度的等温面(线)不能相交 4．得出导热微分方程所依据的是什么基本定律? 答：傅里叶定律和能量守恒定律。 5．解释材料的导热系数λ和导温系数α之间的区别和联系? （或热扩散率α的定义及物理意义。） 答：从表达式看，导温系数与导热系数成正比关系，但导温系数不但与材料的导热系数有关，还与材料的热容量(或储热能力)也有关；从物理意义看，导热系数表征材料导热能力的强弱，导温系数表征材料传播温度变化的能力的大小，两者都是物性参数。 6．将一根铁棒一端置于火炉中，另一端很快烫手，而在冬天将手置于温度相同的铁板或木板上时，铁板感觉更冰凉一些，用传热学的知识解释这些原因。 答：一根铁棒一端置于火炉中，另一端很快烫手，这是由于铁棒的热扩散率较大的原因，而在冬天将手置于温度相同的铁板或木板上时，铁板感觉更冰凉一些，则是由于铁板的吸热系数较木板的大的缘故。 7．写出稳态导热问题3种类型的边界条件。 答： 第一类边界条件：已知物体边界上的温度值；第二类边界条件：已知物体边界上的热流密度值；第三类边界条件：已知物体边界与周围流体间的对流换热换热系数h和周围流体的温度。 8、通过大平壁、圆筒壁的稳态导热，二者的温度分布规律分别是什么？ 答：大平壁内的温度分布为直线；圆筒壁内的温度分布为对数曲线。 9、常物性、直角坐标系下、有内热源的三维非稳态导热微分方程的表达式? 答： 10、在寒冷的北方地区，建房用砖采用实心砖还是多孔的空心砖好？为什么？ 答：用多孔空心砖好。 原因：为了提高建筑节能的效果，必须尽量减少砖墙的散热损失。在其他条件相同时，实心砖的热量传递只是砖的导热。而多孔空心砖中充满着不动的空气，其导热包括砖的导热和空气的导热，空气在纯导热时，其导热系数很低，是很好的绝热材料，是提高砖墙导热阻力的有效方法。 第三章 非稳态热传导 一、名词解释 非稳态导热：物体的温度随时间而变化的导热过程称为非稳态导热。 ： 数是物体内部导热热阻与表面上换热热阻之比的相对值，即： 数：傅里叶准则数，非稳态过程的无量纲时间，表征过程进行的深度。 二、解答题和分析题 1、、数、时间常数的公式及物理意义。 答：： ，表示固体内部导热热阻与界面上换热热阻之比。 ，非稳态过程的无量纲时间，表征过程进行的深度。 ， 数值上等于过余温度为初始过余温度的36.8%时所经历的时间。 2、和各代表什么样的换热条件？有人认为代表了绝热工况，是否正确，为什么？ 答：1）时，物体表面的换热热阻远大于物体内部导热热阻。说明换热热阻主要在边界，物 体内部导热热阻几乎可以忽略，因而任一时刻物体内部的温度分布趋于均匀，并随时间的推移整体地下降。可以用集总参数法进行分析求解。 2）时，物体表面的换热热阻远小于物体内部导热热阻。在这种情况下，非稳态导热过程刚开始进行的一瞬间，物体的表面温度就等于周围介质的温度。但是，因为物体内部导热热阻较大，所以物体内部各处的温度相差较大，随着时间的推移，物体内部各点的温度逐渐下降。在这种情况下，物体的冷却或加热过程的强度只决定于物体的性质和几何尺寸。 3）认为代表绝热工况是不正确的，的工况是指边界热阻相对于内部热阻较大，而绝热工况下边界热阻无限大。 3、厚度为，导热系数为，初始温度均匀并为的无限大平板，两侧突然暴露在温度为，表面换热系数为的流体中。试从热阻的角度分析、平板内部温度