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《中國農(nóng)業(yè)大學(xué)熱工基礎(chǔ)習(xí)題集傳熱學(xué)部分》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、傳熱學(xué)思考題及習(xí)題答案-70-第一章緒論思考題一1-1試列舉生活中熱傳導(dǎo)、對流傳熱核輻射傳熱的事例。1-2冬天，上午曬被子，晚上睡覺為什么還感到暖和？答：被子散熱可是為無限大平面導(dǎo)熱。曬被子使被子變得蓬松，含有更多的空氣，而空氣熱導(dǎo)率較小，使被子的表現(xiàn)電導(dǎo)率變小。另外，被子曬后厚度增加。總之，被子曬后，其導(dǎo)熱熱阻δ/λA變大，人體熱量不易向外散失，睡在被子里感到暖和（被子蓄熱不必考慮：①被子蓄熱不多；②上午曬被子，晚上蓄熱早已散光）。1-3通過實驗測定夾層中流體的熱導(dǎo)率時，應(yīng)采用圖1-6種哪個裝
2、置？為什么？答：左邊一種。這種裝置熱面在上，冷面在下，使流體對流傳熱減少到零，由這種裝置測得的熱導(dǎo)率不受對流傳熱的影響。如果采用右邊一種裝置，由于對流傳熱的影響而測得的熱導(dǎo)率偏大。1-4在思考題1-3中，流體為空氣時熱導(dǎo)率可用式（1-1）計算，式中Δt為熱、冷面的溫度差，δ為空氣夾層的厚度，Φ為通過空氣夾層的熱流量，A為空氣夾層的導(dǎo)熱面積。實踐證明，Δt不能太大，否則測得的熱導(dǎo)率比真實熱導(dǎo)率大。試分析其原因。答：熱面和冷面的傳熱熱流量Φ=Φc+Φd+Φr=λΔtA/δ。由思考題1-3可見，左邊一
3、種裝置雖然減少了對流傳熱的影響，但如Δt較大，輻射傳熱量Φr對測量氣體熱導(dǎo)率的影響卻不能忽略，會影響熱導(dǎo)率λ測定的準(zhǔn)確性。這時，熱傳導(dǎo)率實質(zhì)上是以導(dǎo)熱和輻射傳熱兩種方式傳遞熱量形式的表現(xiàn)熱導(dǎo)率λe。顯然，λe>λ（其中λ為氣體的真實熱導(dǎo)率）。由于輻射傳熱量Φr正比于熱面和冷面溫度的四次方之差（T14-T24），只有在熱面和冷面溫度之差（t1-t2）較小時，輻射傳熱的影響才可忽略，Φ≈Φd=λΔtA/δ。1-5從傳熱的角度出發(fā)，采暖散熱器和冷風(fēng)機應(yīng)放在什么高度最合適？答：采暖器和冷風(fēng)機主要通過對流
4、傳熱的方式使周圍空氣變熱和變冷，使人生活在合適的溫度范圍中，空氣對流實在密度差的推動下流動，如采暖器放得太高，房間里上部空氣被加熱，但無法產(chǎn)生自然對流使下部空氣也變熱，這樣人仍然生活在冷空氣中。為使房間下部空氣變熱，使人感到舒適，應(yīng)將采暖器放在下面，同樣的道理，冷風(fēng)機應(yīng)放在略比人高的地方，天熱時，人才能完全生活在冷空氣中。1-6從表1-1對流傳熱系數(shù)的大致范圍，你可以得出哪些規(guī)律性的結(jié)論？答：從表1-1可看出如下規(guī)律：①空氣的對流傳熱系數(shù)小于水的對流傳熱系數(shù)；②同一種流體，強迫對流傳熱系數(shù)大于自
5、然對流傳熱系數(shù)；③同一種流體有變相時的對流傳熱系數(shù)大于無變相識的對流傳熱系數(shù)；④水變相時的對流傳熱系數(shù)大于有機介質(zhì)相變對流傳熱系數(shù)。1-7多層熱絕熱有鋁箱和玻璃纖維紙、玻璃布、尼龍網(wǎng)等依次包扎而成，并且整個系統(tǒng)處在高真空下。在20~300K的溫度下它的熱導(dǎo)率可抵達（0.1~0.6）×10-4W/(m·K)，試分析其原因。-70-答：由于系統(tǒng)處于高真空，導(dǎo)熱和對流傳熱的作用減少到很小，多層鋁箱間用熱導(dǎo)率很小的玻璃纖維紙、玻璃布、尼龍網(wǎng)隔開，導(dǎo)熱作用較小；鋁箱的玻璃作用使輻射傳熱也很小（詳見第八章）
6、。這樣，這個系統(tǒng)使三種傳熱方式傳遞的熱流量都大大減少，所以其表現(xiàn)熱導(dǎo)率就很小。1-8在晴朗無風(fēng)的夜晚，草地會披上一身白霜，可是氣象臺的天氣報告卻說清晨最低溫度為2℃。試解釋這種現(xiàn)象。但在陰天或有風(fēng)的夜晚（其它條件不變），草地卻不會披上白霜，為什么？答：深秋草已枯萎，其熱導(dǎo)率很小，草與地面可近似認(rèn)為絕熱。草接受空氣的對流傳熱量，又以輻射的方式向天空傳遞熱量，其熱阻串聯(lián)情況見右圖。所以，草表面溫度tgr介于大氣溫度tf和天空溫度tsk接近，tgr較低，披上“白霜”。如有風(fēng)，hc增加，對流傳熱熱阻R1
7、減小，使tgr向tf靠近，即tgr升高，無霜。陰天，天空有云層，由于云層的遮熱作用，使草對天空的輻射熱阻R2增加，tgr向tf靠近，無霜（或陰天，草直接對云層輻射，由于天空溫度低可低達-40℃），而云層溫度較高可達10℃左右，即tsk在陰天較高，tgr上升，不會結(jié)霜）。1-9在一有空調(diào)的房間內(nèi)，夏天和冬天的室溫均控制在20℃，但冬天得穿毛線衣，而夏天只需穿襯衫。這是為什么？（提示：參考圖1-8，先畫出夏天和冬天墻壁傳熱的溫度分布曲線，在解釋這種現(xiàn)象。）答：人體在房間里以對流傳熱和輻射傳熱的方式散
8、失熱量，有空調(diào)時室內(nèi)tfi不變，冬天和夏天人在室內(nèi)對流散熱不變。由于夏天室外溫度比室內(nèi)溫度高，冬天比低，墻壁內(nèi)溫度分布不同，墻壁內(nèi)表面溫度在夏天和冬天不一樣。顯然，>，這樣人體與墻壁間的輻射傳遞的熱量冬天比夏天多。在室溫20℃的房間內(nèi)，冬天人體向外散熱比夏天多而感到冷，加強保溫可使人體散熱量減少，如夏天只穿襯衫，冬天加毛線衣，人就不會感到冷。1-10飽和水蒸氣管道外包保溫材料，試分析三種傳熱方式怎樣組成由水蒸氣經(jīng)管道壁和保溫層到空氣的傳遞過程，并畫出熱阻串并聯(lián)圖。答：（凝結(jié)）蒸汽管內(nèi)表面管外表面
