傳熱學典型習題詳解

1、傳熱學典型習題詳解緒論部分 一、基本概念主要包括導熱、對流換熱、輻射換熱的特點及熱傳遞方式辨析。1、冬天，經過在白天太陽底下曬過的棉被，晚上蓋起來感到很暖和，并且經過拍打以后，效果更加明顯。試解釋原因。答：棉被經過晾曬以后，可使棉花的空隙里進人更多的空氣。而空氣在狹小的棉絮空間里的熱量傳遞方式主要是導熱，由于空氣的導熱系數(shù)較小(20，1.01325×105Pa時，空氣導熱系數(shù)為0.0259W/(m·K)，具有良好的保溫性能。而經過拍打的棉被可以讓更多的空氣進入，因而效果更明顯。2、夏季在維持20的室內工作，穿單衣感到舒適，而冬季在保持22的室內工作時，卻必須穿絨衣才覺得舒服

2、。試從傳熱的觀點分析原因。答：首先，冬季和夏季的最大區(qū)別是室外溫度的不同。夏季室外溫度比室內氣溫高，因此通過墻壁的熱量傳遞方向是出室外傳向室內。而冬季室外氣溫比室內低，通過墻壁的熱量傳遞方向是由室內傳向室外。因此冬季和夏季墻壁內表面溫度不同，夏季高而冬季低。因此，盡管冬季室內溫度(22)比夏季略高(20)，但人體在冬季通過輻射與墻壁的散熱比夏季高很多。根據(jù)上題人體對冷感的感受主要是散熱量的原理，在冬季散熱量大，因此要穿厚一些的絨衣。3、試分析室內暖氣片的散熱過程，各環(huán)節(jié)有哪些熱量傳遞方式？以暖氣片管內走熱水為例。答：有以下?lián)Q熱環(huán)節(jié)及熱傳遞方式(1)由熱水到暖氣片管到內壁，熱傳遞方式是對流換熱(

3、強制對流)；(2)由暖氣片管道內壁至外壁，熱傳遞方式為導熱；(3)由暖氣片外壁至室內環(huán)境和空氣，熱傳遞方式有輻射換熱和對流換熱。4、冬季晴朗的夜晚，測得室外空氣溫度t高于0，有人卻發(fā)現(xiàn)地面上結有層簿冰，試解釋原因(若不考慮水表面的蒸發(fā))。 解：如圖所示。假定地面溫度為了Te，太空溫度為Tsky，設過程已達穩(wěn)態(tài)，空氣與地面的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h，地球表面近似看成溫度為Tc的黑體，太空可看成溫度為Tsky的黑體。則由熱平衡：，由于Ta0，而Tsky0，因此，地球表面溫度Te有可能低于0，即有可能結冰。二、定量計算本節(jié)的定量計算主要是利用熱量傳遞的三種基本方式所對應的定律，即導熱的傅里葉定律，對流換熱的

4、牛頓冷卻公式，熱輻射的斯蒂藩玻耳茲曼定律進行簡單的計算。另外，傳熱過程、熱阻綜合分析法及能量守恒定律也是較重要的內容。1、一雙層玻璃窗，寬1.1m，高1.2m，厚3mm，導熱系數(shù)為1.05W/(m·K)；中間空氣層厚5MM，設空氣隙僅起導熱作用，導熱系數(shù)為0.026W/(m·K)。室內空氣溫度為25。表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為20W/(m2·K)；室外空氣溫度為-10，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為15 W/(m2·K)。試計算通過雙層玻璃窗的散熱量，并與單層玻璃窗相比較。假定在兩種情況下室內、外空氣溫度及表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)相同。解：(1)雙層玻璃窗情形，由傳熱過程計算式：(2)單層玻璃

5、窗情形：顯然，單層玻璃竊的散熱量是雙層玻璃窗的2.6倍。因此，北方的冬天常常采用雙層玻璃窗使室內保溫。2、一外徑為0.3m，壁厚為5mm的圓管，長為5m，外表面平均溫度為80。200的空氣在管外橫向掠過，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為80W/(m2·K)。入口溫度為20的水以0.1m/s的平均速度在管內流動。如果過程處于穩(wěn)態(tài)，試確定水的出口溫度。水的比定壓熱容為4184J/(kg·K)，密度為980kg/m3。解：(1)管外空氣與管子之間的對流換熱量：(2)由于過程處于穩(wěn)態(tài)，管外空氣所加的熱量由管內水帶走，因此，其中Ac為管內流通截面積。故出口溫度為：3、白天，地球表面接受來自太陽的輻射熱

6、流密度為669W/m2。設地表空氣與地面向的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為30 W/(m2·K)，空氣溫度為20。設地球可以看成黑體表面，且地球對太空的輻射可看成是對0K黑體空間的輻射。試確定地球表面的平衡溫度。解：由熱平衡關系，地球接受來自太陽的輻射熱量以兩種方式散掉，即與空氣的對流換熱及與太空的輻射換熱，設過程為穩(wěn)態(tài)，有：。課堂分析:1、一個內部發(fā)熱的圓球懸拄于室內對于附圖所示的三種情況，試分析：(1)圓球表面熱量散失的方式；(2)圓球表面與空氣之間的熱交換方式。答：圓球表面熱量散失的方式三種情況均為熱輻射及對流換熱；)圓球表面與空氣之間的熱交換方式：（a）自然對流換熱；(b)混合對流換熱；(c

7、)強制對流換熱。2、已知：如附圖所示的兩種水平夾層。試分析冷、熱表面間熱量交換的方式有何不同？如果要通過實驗來測定夾層中流體的導熱系數(shù)，應采用哪一種布置？ 答：熱量交換的方式：（a）純導熱；(b)自然對流換熱。因此，應采用(a)布置。3、已知熱水瓶瓶膽剖面的示意圖如附圖所示。瓶膽的兩層玻璃之間抽成真空，內膽外壁及外膽內壁涂了發(fā)射率很低的（約0.05）銀。試分析熱水瓶具有保溫作用的原因。如果不小心破壞了瓶膽上抽氣口處的密封性，這會影響保溫效果嗎？ 答：熱水散熱的途徑：熱水 對流換熱 內壁內壁面 導熱 內壁外壁面 對流換熱、熱輻射 外壁內壁面 導熱 外壁外壁面 對流換熱 室內空氣。瓶膽的兩層玻璃之

8、間抽成真空，目的是大幅度削弱內外壁間的對流換熱；內膽外壁及外膽內壁涂了發(fā)射率很低的銀，則是大幅度削弱內外壁間的輻射換熱，從而使熱水瓶具有保溫作用。若瓶膽的兩層玻璃之間失去真空，內外壁間的對流換熱會大大增強，將影響熱水瓶的保溫效果。導熱理論基礎及穩(wěn)態(tài)導熱部分一、基本概念本節(jié)的基本概念主要包括對傅里葉定律的理解，導熱系數(shù)的主要特點與性質，建立物理問題所對應的數(shù)學描寫及相應的求解方法，邊界條件的處理，利用幾種典型幾何形狀物理問題解的特點繪制溫度場的分布曲線，利用熱阻分析方法分析實際的物理問題，能處理變導熱系數(shù)的影響，以及利用肋片導熱的特點分析問題的實質。1、一維無內熱源、平壁穩(wěn)態(tài)導熱的溫度場如圖所示

9、。試說明它的導熱系數(shù)是隨溫度增加而增加，還是隨溫度增加而減小? 答:由傅立葉里葉定律，圖中隨x增加而減小，因而隨2增加x而增加，而溫度t隨x增加而降低，所以導熱系數(shù)隨溫度增加而減小。2、如圖所示的雙層平壁中，導熱系數(shù)1，2為定值，假定過程為穩(wěn)態(tài)，試分析圖中三條溫度分布曲線所對應的1和2的相對大小。答：由于過程是穩(wěn)態(tài)的，因此在三種情況下，熱流量分別為常數(shù)，即：所以對情形：；同理，對情形：；對情形：。3、在寒冷的北方地區(qū)，建房用磚采用實心磚還是多孔的空心磚好?為什么?答：在其他條件相同時，實心磚材料如紅磚的導熱系數(shù)約為05W/(m·K)(35)，而多孔空心磚中充滿著不動的空氣，空氣在純導

10、熱(即忽略自然對流)時，其導熱系數(shù)很低，是很好的絕熱材料。因而用多孔空心磚好。4、兩種幾何尺寸完全相同的等截面直肋，在完全相同的對流環(huán)境(即表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和流體溫皮均相同)下，沿肋高方向溫度分布曲線如圖所示。請判斷兩種材料導熱系數(shù)的大小和肋效率的高低? 答：對一維肋片，導熱系數(shù)越高時，沿肋高方向熱阻越小，因而沿肋高方向的溫度變化(降落或上升)越小。因此曲線1對應的是導熱系數(shù)大的材料曲線2對應導熱系數(shù)小的材料。而且，由肋效率的定義知，曲線1的肋效率高于曲線2。5、用套管溫度計測量容器內的流體溫度，為了減小測溫誤差，套管材料選用銅還是不銹鋼?答：由于套管溫度計的套管可以視為一維等截面直助，要減小測溫

11、誤差(即使套管頂部溫度tH盡量接近流體溫度tf)，應盡量減小沿套管長度流向容器壁面的熱量，即增大該方向的熱阻。所以，從套管樹料上說應采用導熱系數(shù)更小的不銹鋼。6、工程中應用多孔性材料作保溫隔熱,使用時應注意什么問題?為什么?答：應注意防潮。保溫材料的一個共同特點是它們經常呈多孔狀，或者具有纖維結構，其中的熱量傳遞是導熱、對流換熱、熱輻射三種傳熱機理聯(lián)合作用的綜合過程。如果保溫材料受潮，水分將替代孔隙中的空氣，這樣不僅水分的導熱系數(shù)高于空氣，而且對流換熱強度大幅度增加，這樣材料保溫性能會急劇下降。7、為變量的一維導熱問題。某一無限大平壁厚度為，內、外表面溫度分別為w1、W2，導熱系數(shù)為=0(1+

12、bt) W/mK，試確定平壁內的溫度分布和熱流通量。設平壁內無內熱源。，溫度分布：熱流通量：同學們可以根據(jù)的特點，按照題2的方法分析b>0和b<0對應圖中哪一條曲線。二、定量計算本節(jié)定量計算主要題型包括以下幾類：(1)建立物理問題所對應的數(shù)學描寫(控制方程及定解條件)及傅里葉定律；(2)平壁、圓管壁、球殼的一維穩(wěn)態(tài)導熱計算；(3)含內熱源、變截面、變導熱系數(shù)的一維穩(wěn)態(tài)導熱問題分析求解(4)一維穩(wěn)態(tài)等截面助及不等截面肋的分析計算；1、一直徑為d。，單位體積內熱源的生成熱的實心長圓柱體，向溫度為t的流體散熱，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h。試列出圓柱體中穩(wěn)態(tài)溫度場的微分方程式及定解條件。解： 2、金

13、屬實心長棒通電加熱,單位長度的熱功率等于l(單位是W/m)，材料的導熱系數(shù)，表面發(fā)射率、周圍氣體溫度為tf，輻射環(huán)境溫度為Tsur，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h均已知，棒的初始溫度為t0。試給出此導熱問題的數(shù)學描述。解：此導熱問題的數(shù)學描述3、外直徑為50mm的蒸汽管道外表面溫度為400，其外包裹有厚度為40mm，導熱系數(shù)為0.11W/(m·K)的礦渣棉，礦渣棉外又包有厚為45mm的煤灰泡沫磚，其導熱系數(shù)與磚層平均溫度tm的關系如下：=0.099+0.0002tm。煤灰泡沫磚外表面溫度為50。已知煤灰泡沫磚最高耐溫為300。試檢查煤灰泡沫磚層的溫度有無超出最高溫度?并求通過每米長該保溫層的熱損失。

14、解：本題的關鍵在于確定礦渣棉與煤灰泡沫磚交界處的溫度，而由題意，煤灰泡沫磚的導熱系數(shù)又取決于該未知的界面溫度，因而計算過程具有迭代(試湊)性質。先假定界面溫度為tw，如圖所示。則由題意：，而，迭代(試湊)求解上式，得：。所以沒有超過該保溫層的最高溫度。通過每米長保溫層的熱損失：4、如圖所示的長為30cm，直徑為12.5mm的銅桿，導熱系數(shù)為386 W/(m·K)，兩端分別緊固地連接在溫度為200的墻壁上。溫度為38的空氣橫向掠過銅桿，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為17W/(m2·K)。求桿散失給空氣的熱量是多少? 解：這是長為15cm的等截面直肋（且一端為絕熱邊界條件）的一維導熱問題。由于

15、物理問題對稱，可取桿長的一半作研究對象。此桿的散熱量為實際散熱量的一半。，故整個桿的散熱量為：5、一厚度為2的無限大平壁，導熱系數(shù)為常量，壁內具有均勻的內熱源(單位為W/m3)，邊界條件為x0，t=tw1；x=2，t=tw2；tw1tw2。試求平壁內的穩(wěn)態(tài)溫度分布t(x)及最高溫度的位置xtmax，并畫出溫度分布的示意圖。解建立數(shù)學描述如下：，據(jù)可得最高溫度的位置xtmax，即。溫度分布的示意圖見圖。課堂分析:1、等溫面和等溫線的特點是什么?具有不同數(shù)值的任意兩條等溫線不可能相交，這是一切等參數(shù)線所共有的基本性質。因此，等溫線或是終止于物體的邊界，或是自身構成一條封閉的曲線。2、傅立葉定律的物

16、理意義及適用條件？其表達式中并不顯含時間，為什么可用以計算非穩(wěn)態(tài)導熱？物理意義：任意時刻，各向同性的連續(xù)介質中任何地點的局部導熱熱流密度(Local heat flux)數(shù)值上與該點的溫度梯度成正比，方向相反，比例系數(shù)為導熱系數(shù)。適用條件：各向同性的連續(xù)介質的穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)導熱。其表達式中=grad，溫度場t本身可以是時間的函數(shù)（即非穩(wěn)態(tài)導熱），因此傅立葉定律可用以計算非穩(wěn)態(tài)導熱。3、物質的導熱系數(shù)大小和哪些因素有關?物質的種類及性質、溫度、壓力、密度以及濕度。4、工程中應用多孔性材料作保溫隔熱,使用時應注意什么問題?為什么?應注意防潮。保溫材料的一個共同特點是它們經常呈多孔狀，或者具有纖維結構

17、，其中的熱量傳遞是導熱、對流換熱、熱輻射三種傳熱機理聯(lián)合作用的綜合過程。如果保溫材料受潮，水分將替代孔隙中的空氣，這樣不僅水分的導熱系數(shù)高于空氣，而且對流換熱強度大幅度增加，這樣材料保溫性能會急劇下降。5、x方向的溫度梯度值可寫作，問的物理意義是什么?答：表示溫度梯度的變化率，與導熱系數(shù)相乘，即為x方向的凈導熱量。66、擴展表面中的導熱問題可按一維問題處理的條件是什么？有人認為，只要擴展表面細長，就可按一維問題處理，你同意這種觀點嗎？答：溫度僅在一個方向上變化。觀點不正確，保證溫度僅在一個方向上變化，不僅僅要求擴展表面細長，還必須邊界條件處處在該方向上相同。7、已測得三層平壁的壁面溫度tw1、

18、tw2、tw3和tw4依次為600、380、300和50，在穩(wěn)態(tài)情況下，問各層導熱熱阻在總熱阻中所占的比例各為多少？并分析各層平壁材料導熱系數(shù)的相對大小。答：由穩(wěn)態(tài)導熱最普遍的規(guī)律是熱流量處處相等的特點，得。由傅立葉定律，因，則。8、為變量的一維導熱問題。某一無限大平壁厚度為，內、外表面溫度分別為 w1、w2，導熱系數(shù)為=0(1+bt) W/mK，試確定平壁內的溫度分布和熱流密度。設平壁內無內熱源。解：；溫度分布為二次曲線，如圖所示。9、一直徑為d，長度為L的細長圓桿，兩端分別與溫度為t1和t2的表面緊密按觸，桿的側面與周圍流體間有對流換熱，已知流體的溫度為tf，而tft1和t2，桿側面與流體

19、間的對抗換熱系數(shù)為h，桿材料的導熱系數(shù)為，試寫出表示細長桿內溫度場的完整數(shù)學描述，并求解其溫度分布。解：如圖所示，其導熱微分方程式為：，其中：邊界條件為：；導熱微分方程式的通解為：，代入x=0的邊界條件得：，代入x=l的邊界條件得： ，即：那么，溫度分布為：整理后為：，其中。10、測定儲氣罐空氣溫度的水銀溫度計測溫套管用鋼制成，厚度=15mm,長度l=20mm，鋼的導熱系數(shù)=48.5W/m,溫度計示出套管端部的溫度為84，套管的另一端與儲氣罐連接處的溫度為40。已知套管和罐中空氣之間的對流換熱系數(shù)h=20W/(m2)，試求由于套管導熱所引起的測溫誤差。解：溫度計套管可視作一個從儲氣罐筒體上伸出

20、的既有導熱又有沿程對流換熱的擴展換熱面即等截面直肋。設套管直徑為d，則U=d，AL=d，應用等截面直肋導熱理論解：，當x=l時，即（tl為溫度計的讀數(shù)）則，可見測量絕對誤差高達16.1。非穩(wěn)態(tài)導熱 一、基本概念本節(jié)基本概念主要包括：對物理問題進行分析，得出其數(shù)學描寫(控制方程和定解條件)；定性畫出物體內的溫度分布；集總參數(shù)法的定性分析；時間常數(shù)概念的運用；一維非穩(wěn)態(tài)導熱分析解的討論；對海斯勒圖(諾謨圖)的理解；乘積解在多維非穩(wěn)態(tài)導熱中的應用；半無限大物體的基本概念。1、由導熱微分方程可知，非穩(wěn)態(tài)導熱只與熱擴散率有關，而與導熱系數(shù)無關。你認為對嗎?答：由于描述一個導熱問題的完整數(shù)學描寫不僅包括控

21、制方程，還包括定解條件。所以雖然非穩(wěn)態(tài)導熱的控制方程只與熱擴散率有關，但邊界條件中卻有可能包括導熱系數(shù)(如第二或第三類邊界條件)。因此上述觀點不對。2、無內熱源，常物性二維導熱物體在某一瞬時的溫度分布為t2y2cosx。試說明該導熱物體在x0，y=1處的溫度是隨時間增加逐漸升高，還是逐漸降低。答：由導熱控制方程，得：當時，故該點溫度隨時間增加而升高。3、兩塊厚度為30mm的無限大平板，初始溫度為20，分別用銅和鋼制成。平板兩側表面的溫度突然上升到60，試計算使兩板中心溫度均上升到56時兩板所需時間之比。銅和鋼的熱擴散率分別為103×10-6m2s，12.9×10-6m2/s

22、。答：一維非穩(wěn)態(tài)無限大平板內的溫度分布有如下函數(shù)形式：兩塊不同材料的無限大平板，均處于第一類邊界條件(即Bi)。由題意，兩種材料達到同樣工況時，Bi數(shù)和相同，要使溫度分布相同，則只需Fo數(shù)相等，因此：，即，而在兩種情況下相等，因此：4、東北地區(qū)春季,公路路面常出現(xiàn)“彈簧”,冒泥漿等“翻漿”病害。試簡要解釋其原因。為什么南方地區(qū)不出現(xiàn)此病害?東北地區(qū)的秋冬季節(jié)也不出現(xiàn) “翻漿”?答：此現(xiàn)象可以由半無限大物體（地面及地下）周期性非穩(wěn)態(tài)導熱現(xiàn)象的溫度波衰減及溫度波時間延遲特征來解釋。公路路面“彈簧”及“翻漿”病害產生的條件是：地面以下結冰，而地表面已解凍（表面水無法滲如地下）。東北地區(qū)春季地表面溫度

23、已高于0，但由于溫度波的時間延遲，地下仍低于0，從而產生了公路路面“彈簧”及“翻漿”等病害。東北地區(qū)的秋冬季節(jié)，雖然地表面溫度已低于0，但由于溫度波的時間延遲，地下仍高于0，從而不會產生“翻漿”。南方地區(qū)不出現(xiàn)此病害的原因是，由于溫度波衰減的特征，使得地下部分不會低于0，當然不會出現(xiàn)此病害。 二、定量計算主要包括：列出具體物理問題的數(shù)學描寫并求解；集總參數(shù)法的應用；一維非穩(wěn)態(tài)導熱問題的分析解(無限大平板，無限長圓柱，球)，這是非穩(wěn)態(tài)導熱的典型題，可包括己知物體內部溫度達某一限定值求所需的時間，或求某一時刻物體內的溫度分布，也可確定其他參數(shù)(如表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h、材料的導熱系數(shù)、熱擴散率a和物體的特

24、征長度等)；多維非穩(wěn)態(tài)導熱問題乘積解；半無限大物體的分析計算。重點是集總參數(shù)法和一維非穩(wěn)態(tài)導熱問題分析解的應用。1、一塊無限太平板，單側表面積為A，初溫為t0，一側表面受溫度為t，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h的氣流冷卻，另一側受到恒定熱流密度qw的加熱，內部熱阻可以忽略，試列出物體內部的溫度隨時間變化的微分方程式并求解之。設其他幾何參數(shù)及物性參數(shù)已知。解：由題意，物體內部熱阻可以忽略，溫度僅為時間的函數(shù)，一側的對流換熱和另側恒熱流加熱作為內熱源處理，根據(jù)熱平衡方程可得：控制方程為：；初始條件：引入過于溫度，則為，上述控制方程的通解為：，由初始條件有：故溫度分布：2、熱處理工藝中，常用銀球來測定淬火介質的冷

25、卻能力。今有兩個直徑均為20mm的銀球，加熱到650后分別置于20的靜止水和20的循環(huán)水容器中。當兩個銀球中心溫度均由650變化到450時，用熱電偶分別測得兩種情況下的降溫速率分別為180s及360s。在上述溫度范圍內銀的物性參數(shù)10 500 kgm3，c262×102J(kg·K)，360w(m·K)。試求兩種情況下銀球與水之間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。解：本題表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)未知，即Bi數(shù)為未知參數(shù)，所以無法判斷是否滿足集總參數(shù)法條件。為此先假定滿足集總參數(shù)法條件，然后驗算。(1)對靜止水情形，由且，故：驗算Bi數(shù)：滿足集總參數(shù)條件。(2)對循環(huán)水情形，同理，驗算，不滿足集

26、總參數(shù)法條件。改用諾謨圖。此時，。查圖得，故：3、在太陽能集熱器中采用直徑為100mm的鵝卵石作為貯存熱量的媒介，其初始溫度為20。從太陽能集熱器中引來70的熱空氣通過鵝卵石，空氣與卵石之間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為10 w(m2·K)。試問3h后鵝卵石的中心溫度為多少?每千克鵝卵石的貯熱量是多少？已知鵝卵石的導熱系數(shù)22w(m·K)，熱擴散率a11.3X10-7m2s，比熱容c780J(kg·K)，密度2500kgm3。解：本題是直徑為100mm的球形物體的非穩(wěn)態(tài)導熱問題，先判斷Bi數(shù)，不滿足集總參數(shù)法，需用諾漠圖求解。，由圖得，即：由，查圖得：對每一塊鵝卵石：每千克鵝卵

27、石含石頭的個數(shù)則每千克鵝卵石的貯熱量為J4、初始溫度為300，直徑為12cm，高為12cm的短鋼柱體，被置于溫度為30的大油槽中，其全部表面均可受到油的冷卻，冷卻過程中鋼柱體與油的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為300w(m2·K)。鋼柱體的導熱系數(shù)48W(m·K)，熱擴散率a=1×10-5 m2/s。試確定5min后鋼柱體中的最大溫差。解：本題屬二維非穩(wěn)態(tài)導熱問題，可采用相應的無限長圓柱體和無限大平板的乘積解求解。顯然，圓柱體內最高溫度位于柱體中心，最低溫度位于柱體的上、下邊角處。對無限長圓柱：，查教材附錄2圖l，得：，由附錄2圖2，得：，其中表示表面過于溫度。所以：對無限大平板

28、：由教材圖36得：，由教材圖37得：所以所以短圓柱中的最低溫度：即：短圓柱中最高溫度：故5min后鋼柱體中最大溫差：注：本題也可按擬合公式進行計算，讀者可作為練習。5、初溫為25的熱電偶被置于溫度為250的氣流中。設熱電偶熱接點可近似看成球形，要使其時間常數(shù)l s問熱接點的直徑應為多大?忽略熱電偶引線的影響，且熱接點與氣流間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為300W(m2·K)，熱接點材料的物性：=20W(m·K)8500kgm3，c400J（kg·K)。如果氣流與熱接點間存在著輻射換熱，且保持熱電偶時間常數(shù)不變，則對所需熱接點直徑之值有何影響?解出于熱電銅的直徑很小，一船滿足集總

29、參數(shù)法條件，時間常數(shù)為，故：m故熱電偶直徑：mm驗證Bi數(shù)是否滿足集總參數(shù)法故滿足集總參數(shù)法條件。若熱接點與氣流間存在輻射換熱，則總表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h(包括對流和輻射)增加，由知，保持不變時，可使V/A增加，即熱接點直徑增加。課堂分析:1、一塊被燒至高溫(超過400)的紅磚，迅速投入一桶冷水中，紅磚自行破裂，而鐵塊則不會出現(xiàn)此現(xiàn)象。試解釋其原因。答：紅磚的導熱系數(shù)小，以致Bi較大，即在非穩(wěn)態(tài)導熱現(xiàn)象中，內部熱阻較大，當一塊被燒至高溫的紅磚被迅速投入一桶冷水中后，其內部溫差較大，從而產生較大的熱應力，則紅磚會自行破裂。2、廚師在炒雞肉絲時要品嘗一下咸淡，于是他從100的熱炒鍋中取出一雞肉絲，用口吹了

30、一會，待其降至65時再放入口中。試估算廚師需要吹多長時間？出鍋時雞肉絲可視為平均直徑為2mm的圓條，廚師口中吹出的氣流溫度為30，其與雞肉絲之間的h=100W/(m2K)， 雞肉絲的=810kg/m3，c=3350J/(kgK)， =1.1W/(mK)。首先檢驗是否可用集總參數(shù)法。為此計算，故可以采用集總參數(shù)法。又所以，由此解得：對流換熱概述 一、基本概念主要包括對流換熱影響因素；邊界層理論及分析；理論分析法（對流換熱微分方程組、邊界層微分方程組）；動量與熱量的類比；相似理論；外掠平板強制對流換熱基本特點。1、由對流換熱微分方程知，該式中沒有出現(xiàn)流速，有人因此得出結論：表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h與流體速度

31、場無關。試判斷這種說法的正確性?答：這種說法不正確，因為在描述流動的能量微分方程中，對流項含有流體速度，即要獲得流體的溫度場，必須先獲得其速度場，“流動與換熱密不可分”。因此表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)必與流體速度場有關。2、在流體溫度邊界層中，何處溫度梯度的絕對值最大?為什么?有人說對一定表面?zhèn)鳠釡夭畹耐N流體，可以用貼壁處溫度梯度絕對值的大小來判斷表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h的大小，你認為對嗎?答：在溫度邊界層中，貼壁處流體溫度梯度的絕對值最大，因為壁面與流體間的熱量交換都要通過貼壁處不動的薄流體層，因而這里換熱最劇烈。由對流換熱微分方程，對一定表面?zhèn)鳠釡夭畹耐N流體與t均保持為常數(shù)，因而可用絕對值的大小來判斷表面?zhèn)鳠?/p>

32、系數(shù)h的大小。3、簡述邊界層理論的基本論點。答：邊界層厚度、t與壁的尺寸l相比是極小值；邊界層內壁面速度梯度及溫度梯度最大；邊界層流動狀態(tài)分為層流與紊流,而紊流邊界層內,緊貼壁面處仍將是層流,稱為層流底層；流場可以劃分為兩個區(qū)：邊界層區(qū)（粘滯力起作用）和主流區(qū)，溫度同樣場可以劃分為兩個區(qū)：邊界層區(qū)（存在溫差）和主流區(qū)（等溫區(qū)域）；對流換熱熱阻主要集中在熱邊界層區(qū)域的導熱熱阻。層流邊界層的熱阻為整個邊界層的導熱熱阻。紊流邊界層的熱阻為層流底層的導熱熱阻。4、試引用邊界層概念來分析并說明流體的導熱系數(shù)、粘度對對流換熱過程的影響。答：依據(jù)對流換熱熱阻主要集中在熱邊界層區(qū)域的導熱熱阻。層流邊界層的熱阻

33、為整個邊界層的導熱熱阻。紊流邊界層的熱阻為層流底層的導熱熱阻。導熱系數(shù)越大，將使邊界層導熱熱阻越小，對流換熱強度越大；粘度越大，邊界層（層流邊界層或紊流邊界層的層流底層）厚度越大，將使邊界層導熱熱阻越大，對流換熱強度越小。5、確定對流換熱系數(shù)h有哪些方法?試簡述之。答：求解對流換熱系數(shù)的途徑有以下四種:(1)建立微分方程組并分析求解_應用邊界層理論,采用數(shù)量級分析方法簡化方程組,從而求得精確解,得到了Re,Pr及Nu等準則及其準則關系,表達了對流換熱規(guī)律的基本形式。(2)建立積分方程組并分析求解_先假定邊界層內的速度分布和溫度分布然后解邊界層的動量和能量積分方程式求得流動、熱邊界層厚度,從而求

34、得對流換熱系數(shù)及其準則方程式。以上兩法目前使用于層流問題。(3)根據(jù)熱量傳遞和動量傳遞可以類比，建立類比律，借助于流動摩擦阻力的實驗數(shù)據(jù)，求得對流換熱系數(shù)。此法較多用于紊流問題。(4)由相似理論指導實驗，確定換熱準則方程式的具體形式，提供工程上常用準則方程式，求解準則關聯(lián)式得到對流換熱系數(shù)。6、為什么熱量傳遞和動量傳遞過程具有類比性?答：如果用形式相同的無量綱方程和邊界條件能夠描述兩種不同性質的物理現(xiàn)象，就稱這兩種現(xiàn)象是可類比的，或者可比擬的。把它們的有關變量定量地聯(lián)系起來的關系式就是類比律。可以證明，沿平壁湍流時的動量和能量微分方程就能夠表示成如下形式：其中： 7、有若干個同類物理現(xiàn)象,怎樣

35、才能說明其單值性條件相似。試設想用什么方法對以實現(xiàn)物體表面溫度恒定、表面熱流量恒定的邊界條件?答：所謂單值條件是指包含在準則中的各已知物理量，即影響過程特點的那些條件時間條件、物理條件、邊界條件。所謂單值性條件相似,首先是時間條件相似(穩(wěn)態(tài)過程不存在此條件)。然后,幾何條件、邊界條件及物理條件要分別成比例。采用飽和蒸汽（或飽和液體）加熱（或冷卻）可實現(xiàn)物體表面溫度恒定的邊界條件，而采用電加熱可實現(xiàn)表面熱流量恒定的邊界條件。8、管內紊流受迫對流換熱時，Nu數(shù)與Re數(shù)和Pr數(shù)有關。試以電加熱方式加熱管內水的受迫對流為例，說明如何應用相似理論設計實驗，并簡略繪制出其實驗系統(tǒng)圖。答：模型的選取依據(jù)判斷

36、相似的條件，首先應保證是同類現(xiàn)象，包括單值性條件相似；其次是保證同名已定準則數(shù)相等。選取無限長圓管；圓管外套設有電加熱器。屬于管內水的純受迫流動。需要測量的物理量準則數(shù)方程式形式為。由Re、Nu、=IU、牛頓冷卻公式，以及，可確定需要測量的物理量有：qv，d，L，I，U。所有流體物性由定性溫度查取水的物性而得。實驗數(shù)據(jù)的整理方法根據(jù)相似準則數(shù)之間存在由微分方程式決定的函數(shù)關系，對流傳熱準則數(shù)方程式形式應為，實驗數(shù)據(jù)整理的任務就是確定和的數(shù)值。為此必須有多組的實驗數(shù)據(jù)。由多組的實驗數(shù)據(jù)，得：（Re、Pr）iNui將轉化為直線方程：；由（Re、Pr）iNui得ii，確定系數(shù)n和C。確定系數(shù)n和C的

37、方法有圖解法（右圖）和最小二乘法。圖中的直線斜率即準則關聯(lián)式的n，截距即式中的lgC，即,。注意：為保證結果的準確性，直線應盡量使各點處在該線上，或均勻分布在其兩側。 實驗結果的應用根據(jù)相似的性質，所得的換熱準則數(shù)式可以應用到無數(shù)的與模型物理相似的現(xiàn)象群，而不僅僅是實物的物理現(xiàn)象。之所以說是現(xiàn)象群，是因為每一個Re均對應著一個相似現(xiàn)象群。簡單的實驗系統(tǒng)如圖所示。 9、繪圖說明氣體掠過平板時的流動邊界層和熱邊界層的形成和發(fā)展。答：當溫度為tf的流體以u速度流入平板前緣時，邊界層的厚度=t=0，沿著X方向，隨著X的增加，由于壁面粘滯力影響逐漸向流體內部傳遞，邊界層厚度逐漸增加，在達到Xc距離(臨界

38、長度Xc由Rec來確定)之前，邊界層中流體的流動為層流，稱為層流邊界層，在層流邊界層截面上的流速分布，溫度分布近似一條拋物線，如圖所示。在Xc之后，隨著邊界層厚度的增加，邊界層流動轉為紊流稱為紊流邊界層，即使在紊流邊界層中，緊貼著壁面的薄層流體，由于粘滯力大，流動仍維持層流狀態(tài)，此極薄層為層流底層t，在紊流邊界層截面上的速度分布和溫度分布在層流底層部分較陡斜，近于直線，而底層以外區(qū)域變化趨于平緩。二、定量計算主要包括：類比率的應用；相似原理的應用；外掠平板的強制對流換熱。1、空氣以40m/s的速度流過長寬均為0.2m的薄板，tf=20，tw=120，實測空氣掠過此板上下兩表面時的摩擦力為0.0

39、75N，試計算此板與空氣間的換熱量(設此板仍作為無限寬的平板處理，不計寬度z方向的變化)。解應用柯爾朋類比律其中、cp用定性溫度查教材附錄2（P309）“干空氣的熱物理性質”確定。，帶入上式,得，換熱量：，2、在相似理論指導下進行實驗，研究空氣在長圓管內穩(wěn)態(tài)受迫對流換熱的規(guī)律，請問：(1)本項實驗將涉及哪幾個相似準則?實驗中應直接測量哪些參數(shù)才能得到所涉及的準則數(shù)據(jù)?(3)現(xiàn)通過實驗并經初步計算得到的數(shù)據(jù)如下表所示，試計算各試驗點Re數(shù)及Nu數(shù)?(4)實驗點1、2、3、4的現(xiàn)象是否相似？(5)將實驗點標繪在lgNu及l(fā)gRe圖上。(6)可用什么形式的準則方程式整理這些數(shù)據(jù)?并確定準則方程式中的

40、系數(shù)。(7)現(xiàn)有另一根長圓管，d80mm，管內空氣速度28.9m/s，tw150；tf=50，試確定管內換熱現(xiàn)象與上述表中哪個現(xiàn)象是相似的?并用上表實驗結果確定此管內的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。(8)又一未知流體的換熱現(xiàn)象，已知其熱擴散率a=302×10-6m2/s，=0.0305W/(mK)；21.09×10-6m2/s；d65mm，管內流速23m/s，它是否與上表中的實驗現(xiàn)象相似?是否可以用上表實驗結果計算它的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)?為什么?如果能用，請計算其Nu數(shù)和表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)?解：定性溫度為為tf由于是空氣在長管內穩(wěn)態(tài)受迫對流換熱，所以涉及到的相似準則是Re和Nu。由Re=ud/、Nu=

41、hd/、=IU及=hA(w-f)知道需要測量的物理量有u、d、A=dL、f、f、I、U。計算結果見下表：(1-4：tf=10；5：tf=50，定性溫度為tf)現(xiàn)象序號twW/mm2/sdmum/shW/m2ReNulgRelgNu1302.51×10-214.16×10-650×10-33.011510628.529.884.021.4825031.528248.662.744.451.8037057.560028.2114.54.782.06490106126765.5211.25.102.3251502.83×10-217.95×10-68

42、0×10-328.9 128802.2 6 3.05×10-221.09×10-665×10-323 70886.7 由于，所以現(xiàn)象1-4不相似。圖略（參考教材P140圖5-26）準則方程式形式為根據(jù)現(xiàn)象1-4數(shù)據(jù)，利用最小二乘法（也可以用圖解法確定C和n），確定（）中的C和n如下：，所以準則方程式為，其中因現(xiàn)象5雷諾數(shù)（Re=128802.2）與現(xiàn)象1-4雷諾數(shù)均不相等，所以現(xiàn)象5不與現(xiàn)象1-4均不相似；且由于其雷諾數(shù)已超出了現(xiàn)象1-4的實驗范圍，所以無法用上述實驗結果確定現(xiàn)象5的表面換熱系數(shù)。因現(xiàn)象6雷諾數(shù)（Re=70886.7）與現(xiàn)象1-4雷諾數(shù)均

43、不相等，所以現(xiàn)象6不與現(xiàn)象1-4均不相似；但由于其雷諾數(shù)處于現(xiàn)象1-4的實驗范圍，所以可以用上述實驗結果確定現(xiàn)象6的表面換熱系數(shù)，方法如下：3、溫度為50，壓力為1.01325×105Pa的空氣，平行掠過一塊表面溫度為100的平板上表面，平板下表面絕熱。平板沿流動方向長度為0.2m，寬度為0.1m。按平板長度計算的Re數(shù)為4×l04。試確定：(1)平板表面與空氣間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和傳熱量；(2)如果空氣流速增加一倍，壓力增加到10.1325×105Pa，平板表面與空氣的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和傳熱量。解：本題為空氣外掠平板強制對流換熱問題。(1)由于Re4×1045

44、×105，屬層流狀態(tài)。故：空氣定性溫度：空氣的物性參數(shù)為，Pr=0.70故：W/（m2.K）散熱量W(2)若流速增加一倍，壓力，則，而：，故：所以：，屬湍流。據(jù)教材式(542b)=961W/（m2·K）散熱量：W課堂分析:1、流體沿平板流動時,為什么板面的邊界層厚度沿著流動方向越來越厚?為什么紊流邊界層的厚度增長得比層流邊界層快? 流體流過平板時，在進口處的邊界層最薄，因為只有和壁面直接接觸的一層極薄的流體受到壁面粘滯力的作用而降低了速度，隨著流體向前流動，由于邊界層內速度慢的流體對邊界層外速度快的流體產生粘滯作用，使邊界層逐漸增厚。在層流邊界層中，能量和動量的傳遞是依靠分

45、子的擴散運動，其邊界層厚度發(fā)展得較慢，而紊流邊界層中除與層流邊界層中同樣存在依靠分子擴散運動外，還有更主要的由宏觀的渦流擴散運動來傳遞能量和動量，使其邊界層迅速增厚。2、在對流換熱過程中,緊靠壁面處總存在一個不動的流體層,利用該層就可以計算出交換的熱量,這完全是一個導熱問題,但為什么又說對流換熱是導熱與對流綜合作用的結果。流體流過靜止的壁面時,由于流體的粘性作用,在緊貼壁面處流體的流速等于零,壁面與流體之間的熱量傳遞必然穿過這層靜止的流體層.在靜止流體中熱量的傳遞只有導熱機理,因此對流換熱量就等于貼壁流體的導熱量，其大小取決于熱邊界層的厚薄,而它卻受到壁面流體流動狀態(tài),即流動邊界層的強烈影響,

46、故層流底層受流動影響,層流底層越薄,導熱熱阻越小,對流換熱系數(shù)h也就增加。是對流和導熱的綜合作用。3、簡述邊界層理論的基本論點。邊界層厚度、t與壁的尺寸l相比是極小值； 邊界層內壁面速度梯度及溫度梯度最大；邊界層流動狀態(tài)分為層流與紊流,而紊流邊界層內,緊貼壁面處仍將是層流,稱為層流底層；流場可以劃分為兩個區(qū)：邊界層區(qū)（粘滯力起作用）和主流區(qū)，溫度同樣場可以劃分為兩個區(qū)：邊界層區(qū)（存在溫差）和主流區(qū)（等溫區(qū)域）；對流換熱熱阻主要集中在熱邊界層區(qū)域的導熱熱阻。層流邊界層的熱阻為整個邊界層的導熱熱阻。紊流邊界層的熱阻為層流底層的導熱熱阻。4、試引用邊界層概念來分析并說明流體的導熱系數(shù)、粘度對對流換熱

47、過程的影響。依據(jù)對流換熱熱阻主要集中在熱邊界層區(qū)域的導熱熱阻。層流邊界層的熱阻為整個邊界層的導熱熱阻。紊流邊界層的熱阻為層流底層的導熱熱阻。導熱系數(shù)越大，將使邊界層導熱熱阻越小，對流換熱強度越大；粘度越大，邊界層（層流邊界層或紊流邊界層的層流底層）厚度越大，將使邊界層導熱熱阻越大，對流換熱強度越小。5、求水掠過平板時沿程x0.1、0.2、0.3、0.45m的熱邊界層厚度及局部換熱系數(shù)，并確定它的平均換熱系數(shù)。已知水溫tf40，tw20，u0.8m/s板長450mm， 臨界雷諾數(shù)為Rec=5×105。流體、Pr用定性溫度查教材附錄3（P309）“飽和水的熱物理性質”確定。首先由確定：，

48、可以判斷出整個板長上均為層流邊界層。局部換熱系數(shù)：由及得：0-x的平均換熱系數(shù)：由及得：計算結果見下表：xReNuxNu0-xhxh0-x0.199378.9183.8367.71136.22272.40.2198757.8260.0520.0803.41606.80.3298136.6318.4636.8656.01312.00.45447205.0390.0780.0535.61071.2圖略。6、空氣以40m/s的速度流過長寬均為0.2m的薄板，tf=20，tw=120，實測空氣掠過此板上下兩表面時的摩擦力為0.075N，試計算此板與空氣間的換熱量(設此板仍作為無限寬的平板處理，不計寬度

49、z方向的變化)。，其中、cp用定性溫度查教材附錄2（P309）“干空氣的熱物理性質”確定。， ，,，7、為什么熱量傳遞和動量傳遞過程具有類比性?如果用形式相同的無量綱方程和邊界條件能夠描述兩種不同性質的物理現(xiàn)象，就稱這兩種現(xiàn)象是可類比的，或者可比擬的。把它們的有關變量定量地聯(lián)系起來的關系式就是類比率?？梢宰C明，沿平壁湍流時的動量和能量微分方程就能夠表示成如下形式：其中8、說明雷諾類比的主要假設，以及雷諾類比律適用條件。與雷諾類比律相比,柯爾朋類比律多了一個Pr2/3,其依據(jù)是什么?雷諾類比建立在一個簡化了的模型基礎上,即視邊界層為一層結構紊流模型，不論邊界層內流動是層流還是紊流均遵守雷諾類比方

50、程：，雷諾類比律St=Cf/2只適用于:(1)Pr1的流體；(2)流體阻力只有摩擦阻力的場合(不包括形狀阻力)，因此只適用于管內流動以及沒有邊界層脫離的外掠流動。由于物性以Pr1/3影響對流換熱系數(shù)，即應為，雷諾類比律為Pr=1，柯爾朋類比律則對Pr1進行修正，而斯坦登數(shù)，因此柯爾朋類比律多了一個Pr2/3。或：由積分方程解的結果知：StPr2/3=0.664Re-1/2和Cf/2=0.646Re-1/2,兩邊右邊部分相差約,故可認為StPr2/3= Cf/2；由微分方程解的結果知：StPr2/3=0.664Re-1/2和Cf/2=0.664Re-1/2,也可以證明StPr2/3= Cf/2，

51、所以柯爾朋類比律比雷諾類比律多一個Pr2/3是有依據(jù)的。單相流體對流換熱及準則關聯(lián)式部分 一、基本概念主要包括管內強制對流換熱基本特點；外部流動強制對流換熱基本特點；自然對流換熱基本特點；對流換熱影響因素及其強化措施。1、對皆內強制對流換熱，為何采用短管和彎管可以強化流體的換熱?答：采用短管，主要是利用流體在管內換熱處于入口段溫度邊界層較薄，因而換熱強的特點，即所謂的“入口效應”，從而強化換熱。而對于彎管，流體流經彎管時，由于離心力作用，在橫截面上產生二次環(huán)流，增加了擾動，從而強化了換熱。2、其他條件相同時，同一根管子橫向沖刷與縱向沖刷相比，哪個的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大，為什么？答：橫向沖刷時表面?zhèn)鳠?/p>

52、系數(shù)大。因為縱向沖刷時相當于外掠平板的流動，熱邊界層較厚，而橫向沖刷時熱邊界層薄且存在由于邊界層分離而產生的旋渦，增加了流體的擾動，因而換熱強。3、在進行外掠圓柱體的層流強制對流換熱實驗研究時，為了測量平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，需要布置測量外壁溫度的熱電偶。試問熱電偶應布置在圓柱體周向方向何處?答：橫掠圓管局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)如圖。在0-1800內表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的平均值hm與該曲線有兩個交點，其所對應的周向角分別為1，2。布置熱電偶時，應布置在1，2所對應的圓周上。由于對稱性，在圓柱的下半周還有兩個點以布置。4、在地球表面某實驗室內設計的自然對流換熱實驗，到太空中是否仍然有效，為什么？答：該實驗到太空中無法

53、得到地面上的實驗結果。因為自然對流是由流體內部的溫度差從而引起密度差并在重力的作用下引起的。在太空中實驗裝置格處于失重狀態(tài)，因而無法形成自然對流，所以無法得到頂期的實驗結果。5、管束的順排和叉排是如何影響換熱的?答：這是個相當復雜的問題,可簡答如下：叉排時,流體在管間交替收縮和擴張的彎曲通道中流動,而順排時則流道相對比較平直,并且當流速和縱向管間距s2較小時,易在管的尾部形成滯流區(qū).因此,一般地說,叉排時流體擾動較好,換熱比順排強.或：順排時，第一排管子正面受到來流的沖擊，故=0處換熱最為激烈，從第二排起所受到的沖擊變弱，管列間的流體受到管壁的干擾較小，流動較為穩(wěn)定。叉排時每排管子受到的沖擊相

54、差不大，但由于流體的流動方向不斷改變，混合情況比順流好，一般情況下，差排的平均換熱系數(shù)比順排時為大。6、空氣沿豎板加熱自由流動時,其邊界層內的速度分布與空氣沿豎板受迫流動時有什么不同,為什么?答：在自由流動時,流體被壁面加熱,形成自由流動邊界層.層內的速度分布與受迫流動時不相同.流體溫度在壁面上為最高,離開壁面后逐漸降到環(huán)境溫度,即熱邊界層的外緣,在此處流動也停止,因此速度邊界層和溫度邊界層的厚度相等,邊界層內的速度分布為,在壁面上及邊界層的外緣均等于零.因此在層內存在一個極大值(見圖1).受迫流動時,一般說速度邊界層和溫度邊界層的厚度不相等.邊界層內的速度分布為壁面處為零,.而外緣處為u(見

55、圖2)。7、試討論在無限空間自由流動紊流換熱時對流換熱強度與傳熱面尺寸的關系,并說明此關系有何使用價值。答：當在無限空間自由流動紊流換熱時,換熱面無論是豎壁、豎管、水平管或熱面向上的水平板,它們的對流換熱準則方程式 Nu=C(Gr.Pr)n中的指數(shù)n都是1/3,因此方程等式兩邊的定型尺寸可以消去,表明自由流動紊流換熱時,換熱系數(shù)與傳熱面尺寸(定型尺寸)無關.利用這自動?；卣?在自由流動紊流換熱實驗研究中, 可以采用較小尺寸的物體進行試驗,只要求實驗現(xiàn)象的GrPr值處于紊流范圍。8、在對流溫度差大小相同的條件下,在夏季和冬季,屋頂天花板內表面的對流放熱系數(shù)是否相同?為什么?答：在夏季和冬季兩種

56、情況下,雖然它們的對流溫差相同,但它們的內表面的對流放熱系數(shù)卻不一定相等。原因:在夏季tftw,在冬季tftw,即在夏季,溫度較高的水平壁面在上,溫度較低的空氣在下,自然對流不易產生,因此放熱系數(shù)較低.反之,在冬季,溫度較低的水平壁面在上,而溫度較高的空氣在下,自然對流運動較強烈,因此,放熱系數(shù)較高。 二、定量計算主要包括：單管內強制對流換熱；外掠單管及管束的強制對流換熱；大空間自然對流換熱；有限空間自然對流換熱及上述幾種傳熱方式的綜合應用等。1、一套管式換熱器，飽和蒸汽在內管中凝結，使內管外壁溫度保持在100，初溫為25，質量流量為0.8kgs的水從套管換熱器的環(huán)形空間中流過，換熱器外殼絕熱良好。環(huán)形夾層內管外徑為40mm，外管內徑為60mm，試確定把水加熱到