傳熱第二章

1、第二章第二章思考題思考題1試寫(xiě)出導(dǎo)熱傅里葉定律的一般形式，并說(shuō)明其中各個(gè)符號(hào)的意義。答：答：傅立葉定律的一般形式為：nxtgradtq????????＝－，其中：gradt為空間某點(diǎn)的溫度梯度；n?是通過(guò)該點(diǎn)的等溫線上的法向單位矢量，指向溫度升高的方向；q?為該處的熱流密度矢量。2已知導(dǎo)熱物體中某點(diǎn)在xyz三個(gè)方向上的熱流密度分別為yxqq及zq，如何獲得該點(diǎn)的熱密度矢量？答：答：kqjqiqqzyx??????????，其中kji??

2、?分別為三個(gè)方向的單位矢量量。3試說(shuō)明得出導(dǎo)熱微分方程所依據(jù)的基本定律。答：答：導(dǎo)熱微分方程式所依據(jù)的基本定律有：傅立葉定律和能量守恒定律。4試分別用數(shù)學(xué)語(yǔ)言將傳熱學(xué)術(shù)語(yǔ)說(shuō)明導(dǎo)熱問(wèn)題三種類型的邊界條件。答：答：①第一類邊界條件：)(01??ftw??時(shí)，②第二類邊界條件：)()(02???fxtw?????時(shí)③第三類邊界條件：)()(fwwtthxt??????5試說(shuō)明串聯(lián)熱阻疊加原則的內(nèi)容及其使用條件。答：答：在一個(gè)串聯(lián)的熱量傳遞過(guò)程

3、中，如果通過(guò)每個(gè)環(huán)節(jié)的熱流量都相同，則各串聯(lián)環(huán)節(jié)的總熱阻等于各串聯(lián)環(huán)節(jié)熱阻的和。使用條件是對(duì)于各個(gè)傳熱環(huán)節(jié)的傳熱面積必須相等。7.通過(guò)圓筒壁的導(dǎo)熱量?jī)H與內(nèi)、外半徑之比有關(guān)而與半徑的絕對(duì)值無(wú)關(guān)，而通過(guò)球殼的導(dǎo)熱量計(jì)算式卻與半徑的絕對(duì)值有關(guān)，怎樣理解？答：因?yàn)橥ㄟ^(guò)圓筒壁的導(dǎo)熱熱阻僅和圓筒壁的內(nèi)外半徑比值有關(guān)，而通過(guò)球殼的導(dǎo)熱熱阻卻和球殼的絕對(duì)直徑有關(guān)，所以絕對(duì)半徑不同時(shí)，導(dǎo)熱量不一樣。6發(fā)生在一個(gè)短圓柱中的導(dǎo)熱問(wèn)題，在下列哪些情形下可以按一

4、維問(wèn)題來(lái)處理？答：答：當(dāng)采用圓柱坐標(biāo)系，沿半徑方向的導(dǎo)熱就可以按一維問(wèn)題來(lái)處理。8擴(kuò)展表面中的導(dǎo)熱問(wèn)題可以按一維問(wèn)題來(lái)處理的條件是什么？有外氣溫分別為2℃及30℃，室內(nèi)外壁面的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)可分別按1.5).(2KmW及2.5).(2KmW計(jì)算。為維持冷藏室溫度恒定，試確定冷藏室內(nèi)的冷卻排管每小時(shí)需帶走的熱量。解：解：由題意得332211212111??????????????hhttA＝2.371.00095.007.0152.0450

5、00794.05.215.11)2(30???????＝357.14W357.143600＝1285.6KJ23有一厚為20mm的平板墻，導(dǎo)熱系數(shù)為1.3).(KmW。為使每平方米墻的熱損失不超過(guò)1500W在外表面上覆蓋了一層導(dǎo)熱系數(shù)為0.12).(KmW的保溫材料。已知復(fù)合壁兩側(cè)的溫度分別為750℃及55℃，試確定此時(shí)保溫層的厚度。解：解：依據(jù)題意，有150012.03.1020.0557502221121????????????tt

6、q，解得：m05375.02??24一烘箱的爐門(mén)由兩種保溫材料A及B組成，且BA??2?(見(jiàn)附圖)。已知).(1.0KmWA??).(06.0KmWB??烘箱內(nèi)空氣溫度4001?ft℃，內(nèi)壁面的總表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)).(501KmWh?。為安全起見(jiàn)，希望烘箱爐門(mén)的外表面溫度不得高于50℃。設(shè)可把爐門(mén)導(dǎo)熱作為一維問(wèn)題處理，試決定所需保溫材料的厚度。環(huán)境溫度?2ft25℃，外表面總傳熱系數(shù)).(5.922KmWh?。解：解：熱損失為????221

7、11ffBBAAfwftthtthttq???????????又50?fwt℃；BA???聯(lián)立得mmBA039.0078.0????25對(duì)于無(wú)限大平板內(nèi)的一維導(dǎo)熱問(wèn)題，試說(shuō)明在三類邊界條件中，兩側(cè)邊界條件的哪些組合可以使平板中的溫度場(chǎng)獲得確定的解？解：兩側(cè)面的第一類邊界條件；一側(cè)面的第一類邊界條件和第二類邊界條件；一側(cè)面的第一類邊界條件和另一側(cè)面的第三類邊界條件；一側(cè)面的第一類邊界條件和另一側(cè)面的第三類邊界條件。平壁導(dǎo)熱26一火箭發(fā)動(dòng)機(jī)