传热学第五版课后习题答案1

《传热学第五版课后习题答案1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、传热学习题—建工版V0-14一大平板，高3m,宽2m,M0.2m,导热系数为45W/(m.K),两侧表面温度分别为twl=150°C及twl=285°C,试求热流密度计热流量。解：根据付立叶定律热流密度为:q=-2gradt=-2—=-45285-150-0?2--30375(w/m2)负号表示传热方向与x轴的方向相反。通过整个导热面的热流量为：①=qA=-30375-(3x2)=182250(W)0-15空气在一根内经50mm,长2.5米的管子内流动并被加热，已知空气的平均温度为85°C,管壁对空气的h=73(W/m2.k),

2、热流密度q=5110w/m%是确定管壁温度及热流量0。解：热流量O=qA=q(^dl)=5110(3・14x0・05x2・5)=2005・675(W)又根据牛顿冷却公式①=hAAt=hxA(tw一11)=qA管内壁温度为：511073=155(9)1-1.按20°C时，铜、碳钢(1・5%C)、铝和黄铜导热系数的大小，排列它们的顺序；隔热保温材料导热系数的数值最大为多少？列举膨胀珍珠岩散料、矿渣棉和软泡沫塑料导热系数的数值。解：(1)由附录7可知，在温度为20°C的情况下，入铜=398W/(mK),入碳钢=36W/(mK),入铝=

3、237W/(m•K),入黄铜=109W/(m•K).所以，按导热系数大小排列为：入•铜〉入铝〉入黄铜〉X钢⑵隔热保温材料定义为导热系数最大不超过0.12W/(mK)・(3)由附录8得知，当材料的平均温度为20°C时的导热系数为：膨胀珍珠岩散料:入=0.0424+0.000137tW/(mK)=0.0424+0.000137X20=0.04514W/(mK);矿渣棉：X=0.0674+0.000215tW/(mK)=0.0674+0.000215X20=0.0717W/(m•K);由附录7知聚乙烯泡沫塑料在常温下，入=0.035^

4、0.038W/(mK)o由上可知金属是良好的导热材料，而其它三种是好的保温材料。1・5厚度§为0・lm的无限大平壁，其材料的导热系数X=100W/(mK),在给定的直角坐标系中，分别画出稳态导热时如下两种情形的温度分布并分析X方向温度梯度的分量和热流密度数值的正或负。(1)t

5、m=400K,t

6、x=5=600K;(2)t

7、x=5=600K,t

8、x=o=400K;解：根据付立叶定律无限大平壁在无内热源稳态导热时温度曲线为直线，并且二dt二t2-t,=-—=0dxdxx2-x]J-0(1)t

9、x=o=4OOK,t

10、x=6=600K时

11、温度分布如图2・5(1)所示根据式(a),热流密度q’VO,说明X方向上的热流量流向x向符合热流量由高温传向低温的方向(2)t

12、x=5=600K,t

13、x=o=400K;温度分布如图2・5(2)所示图2-5(1)根据式(a),热流密度q*>0,t(k)说明X方向上的热流量流向X的正方向。40u可见计算值的方向也符合热流量由高温传向低温的方向1-6一厚度为50mm的无限大平壁，其稳态温度分布为t=a+bX?oi——x(in)b图2-5(2)°C/mo若平板导热系数为45w/(m・k),试求：(1)平壁两侧表面处的热流原？为什么？如果

14、有内热源的话，它的强度应该是多大？解：方法一由题意知这是一个一维(L=L=0)、稳态(—=0).常物性导热问题。导热微分方程9ydzdratat式可简化为:因为t=a+bx2,所以2bx(b)2b(c)(l)根据式(b)和付立叶定律x=_2^="22bXqx.o=0,无热流量qx=

15、bx2,所以是一维稳态导热问题解：方法二根据付立叶定律—=2bxQ)dx-2^=-22bxx_g=0,无热流量qx=J=-22bS=-2x(-2000)x45x0.05=9000(w/nT)(2)无限大平壁一维导热时，导热体仅在边界x=0,及x=6处有热交换，由(1)的计算结果知导热体在单位时间内获取的热量为^in=(flx=0-Aarea=[0b]Aarea0in=2b2(yAarea<0(d)负值表示导热体通过边界散发热量。如果是稳态导热，必须有一个内热源来平衡这部分热量来保证导热体的温度不随时间变化即实现稳态导热。内热源强

16、度：vo1unie警”一(2⑷area又由题意得，墙壁内外表面•AAAAAM附％△t]=A七2,将⑴、(2)代入⑶，VAR；13w2qv=-2x(-2000)x45=180000w/m32-9某教室的墙壁是一层厚度为240mm的砖层和一层厚度为20mm的灰泥