传热学习题5分析和总结.docx

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第1章 绪论

习题

一大平板，高3m、宽2m、厚0.02m，导热系数为45W/(m·K)，两侧表面温度分别为t1=100℃、

t2=50℃，试求该平板的热阻、热流量、热流密度。

一间地下室的混凝土地面的长和宽分别为11m和8m，厚为0.2m。在冬季，上下表面的标称温度

分别为17℃和10℃。如果混凝土的热导率为1.4W/(m·K)，通过地面的热损失率是多少？如果采用效率为η

f

=0.90的燃气炉对地下室供暖，且天然气的价格为C=$0.01/MJ，每天由热损失造成的费用是多少？

g

空气在一根内径50mm，长2.5m的管子内流动并被加热，已知空气平均温度为80℃，管内对流

传热的表面传热系数为h=70W/(m2·K)，热流密度为q=5000W/m2，试求管壁温度及热流量。

受迫流动的空气流过室内加热设备的一个对流换热器，产生的表面传热系数h=1135.59W/(m2·K)，换热器表面温度可认为是常数，为65.6℃，空气温度为18.3℃。若要求的加热功率为8790W，试求所需换热器的换热面积。

一电炉丝，温度为847℃，长1.5m，直径为2mm，表面发射率为0.95。试计算电炉丝的辐射功率。

夏天，停放的汽车其表面的温度通常平均达40～50℃。设为45℃，表面发射率为0.90，求车子顶面单位面积发射的辐射功率。

某锅炉炉墙，内层是厚7.5cm、λ=1.10W/(m·K)的耐火砖，外层是厚0.64cm、λ=39W/(m·K)的钢板，且在每平方米的炉墙表面上有18只直径为1.9cm的螺栓[λ=39W/(m·K)]。假定炉墙内、外表面温度均匀，内表面温度为920K，炉外是300K的空气，炉墙外表面的表面传热系数为68W/(m2·K)，求炉墙的总热阻和热流密度。

有一厚度为δ=400mm的房屋外墙，热导率为λ=0.5W/(m·K)。冬季室内空气温度为t1=20℃，和墙内壁面之间对流传热的表面传热系数为h1=4W/(m2·K)。室外空气温度为t2=－10℃，和外墙之间对流传热的表面传热系数为h=6W/(m2·K)。如果不考虑热辐射，试求通过墙壁的传热系数、单位面积的传

2

热量和内、外壁面温度。

一双层玻璃窗，宽1.1m、高1.2m、厚3mm，导热系数为1.05W/(m·K)；中间空气层厚5mm，设空气隙仅起导热作用，导热系数为2.60×10-2W/(m·K)。室内空气温度为25℃，表面传热系数为20W/(m2·K)；室外温度为－10℃，表面传热系数为15W/(m2·K)。试计算通过双层玻璃窗的散热量，并与单层玻璃窗相比较。假定在两种情况下室内、外空气温度及表面传热系数相同。

第2章 导热基本定律及稳态热传导

习题

o ∞一直径为d，单位体积内热源的生成热Φ的实心长圆柱体，向温度为t的流体散热，表面传热系数为h

o ∞

o

金属实心长棒通电加热，单位长度的热功率等于Φ（单位是W/m），材料的导热系数λ，表面

l

发射率ε、周围气体温度为t，辐射环境温度为T

，表面传热系数h均已知，棒的初始温度为t

。试给出

f

此导热问题的数学描述。

sur 0

试用傅里叶定律直接积分的方法，求平壁、长圆筒壁及球壁稳态导热下的热流量表达式及各壁内的温度分布。

某房间的砖墙高3m、宽4m、厚0.25m，墙内、外表面温度为15℃和-5℃，已知砖的导热系数λ=

0.7W/(m·K)，试求通过砖墙的散热量？

一炉壁由耐火砖和低碳钢板组成，砖的厚度?

1

=7.5cm，导热系数?

1

=1.1W/(m·℃)，钢板的厚度

?=6.4cm，导热系数?

2 2

=39W/(m·℃)。砖的内表面温度t

w1

=647℃，钢板的外表面温度t

w2

=137℃。（1）

试求每平方米炉壁通过的热流量；（2）若每平方米壁面有18个直径为1.9cm的钢螺栓（?=39W/(m·℃)）穿过，试求这时热流量增加的百分率。

平壁表面温度t

w1

=450℃，采用石棉作为保温层材料，λ=0.094+0.000125t，保温层外表面温度

为t =50℃，若要求热损失不超过340W/m2，问保温层的厚度应为多少？

w2

在如图2-32所示的平板导热系数测定装置中，试件厚度δ远小于直径d。由于安装制造不好，试

件与冷、热表面之间存在着一厚度为Δ=0.1mm的空气隙。设热表面温度t=

1

180℃，冷表面温度t=30℃，空气隙