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习题课（一） 第一章 习 题 题1：对于附图所示的两种水平夹层，试分析冷热表面间热量交换的方式有何不同？如果要通过实验来测定夹层中流体的导热系数，应采用哪一种布置？（P24：1-4） 题2：一个内部发热的圆球悬挂于室内，对于附图所示的三种情况，试分析：（1）圆球表面热量散失的方式；（2）圆球表面与空气之间的热交换方式（P24：1-5） 题3：一宇宙飞船的外形如附图所示，其中外遮光罩是凸出于飞船船体之外的一个光学窗口，其表面的温度状态直接影响飞船的光学遥感器。船体表面各部分的表面温度与遮光罩的表面温度不同。试分析：飞船在太空中飞行时与外遮光罩表面发生热交换的对象可能有哪些？换热的方式是什么？（P25：1-6） 题4：热电偶常常用来测量气流温度，附图所示为用热电偶测量管道中高温气流的温度Tf,管壁温度 ，试分析：热电偶节点的换热方式。（P25：1-7） 题5：一砖墙的表面积为12m2,厚为260mm,平均导热系数为1.5W/(m﹒K),设面向室内的表面温度为25℃，外表面温度为-5 ℃ ，试确定此砖墙向外界散失的热量（P26：1-9） 题6：一炉子的炉墙厚度为13cm，总面积为20m2, 平均导热系数为1.04W/(m﹒K), 内外壁温分别为520 ℃及50 ℃。试计算通过炉墙的热损失。如果所燃用的煤的发热值为2.09*104kJ/kg，问每天因热损失要用掉多少千克煤？（P26：1-10） 题7： 题8： 题10： 题11：设图1-4所示壁面两侧分别维持在20 ℃ 和0 ℃ ，且高温侧收到流体的加热，厚度δ=0.08m, tf1=100℃, h1=200 W/(m2﹒K), 过程是稳态的。试确定壁面材料的导热系数。（P28：1-30） 题12： 题13： 题14： 第二章 习 题 题15： 题16： 题17： 题18： 题18： 题19： 题20： 题20： 题20： 题21： 题21： 为了从散热的角度评价加装肋片后换热效果，引进肋片效率 表示整个肋片均处于肋基温度时传递的热流量，也就是肋片传导热阻为零时向环境散失的热流量。 Fin efficiency 肋片效率与肋面总效率 肋片的纵截面积 答： （P97：2-50） * 答：热面在下时可能引起夹层中的自然对流 应采用布置（a） 答：通过对流换热以及与周围物体的辐射换热 （a）自然对流；（b）自然对流+强制对流；（c）强制对流 答：遮光罩与太空间的辐射换热以及与飞船表面间的辐射换热。 答：与气流间有对流换热，与壁面间有辐射换热。 答： 答： 答： （P26：1-12） 答： （P27：1-17） 题9：宇宙空间可近似地看成为0K的真空空间。一航天器在太空中飞行，其外表面平均温度为250K，表面发射率为0.7，试计算航天器单位表面上的换热量。 答： 答： （P27：1-21） 答： 答： （P28：1-31） 答： （P28：1-32） 答： （P30：1-40） 线性分布 热阻分析法仅适用于一维、稳态、无内热源求解热流量（热流密度）的情况！ 代入Fourier 定律 热阻分析法: o ? t1 t t2 （P88：2-1） 答： 由热阻分析法： 问：现在已经知道了q，如何计算其中第 i 层的右侧壁温？ 第一层： 第二层： 第 i 层： t2 t3 t4 t1 q 温度分布呢？ 注意坐标平移 单位： tf1 t2 t3 tf2 t1 t2 t3 t2 三层平壁的稳态导热 h1 h2 tf2 tf1 ？ ？ 传热系数？ 讨论：结合传热过程分析多层、第三类边条件传热问题 答： （P89：2-2） 答： （P90：2-9） 答： （P91：2-12） （P91：2-12） 下面来看一下圆筒壁内部的热流密度和热流分布情况 ? 长度为 l 的圆筒壁的导热热阻 虽然时稳态情况，但热流密度 q 与半径 r 成反比！ 单位长度圆筒壁的热流量 答： （P92：2-16） 分离变量后积分，并注意到热流量Φ与x 无关(稳态)，得 ? 实际上，不论 ? 如何变化，只要能计算出平均导热系数，就可以利用前面讲过的所有定导热系数公式，只是需要将?换成平均导热系数。 （P91：2-12） 答：