传热学第二章答案.doc

第二章
3. 导热系数为常数的无内热源的平壁稳态导热过程，试问，若平壁两侧给定边界条件Tw1和Tw2，为什么这一导热过程的温度分布与平壁的材料无关？相同的平壁厚度，不同的平壁材料，仍给定第一类边界条件，热流密度是否相同？
（1）温度分布为 (设)
其与平壁的材料无关的根本原因在 （即常物性假设），否则t与平壁的材料有关
（2） 由 知，q与平壁的材料即物性有关
6.同上题，若已知边界条件为第三类，即已知Tf1，h1，Tf2，h2.试倒通过空心球壁热量的计算公式和球壁的传热热阻。

9.某教室有一层厚度为240mm的砖层和一厚度为20mm的灰泥构层。现安装空调设备，并在内表面加贴一层硬泡某塑料，是导入室内的热量比原来少了80%。已知砖的导热系数λ=0.7W/(m*k)，灰泥为λ=0.58W/(m*k)，硬泡某塑料的导热系数为λ=0.06W/(m*k)，试求出硬泡某塑料厚度。

已知：，

求：
解： 设两种情况下的内外面墙壁温度保持不变， 且
由题意知：

再由： ，有

得：
12.已测得三层平壁的壁面温度为Tw1，Tw2，Tw3和Tw4依次为600℃，480℃，200℃和60℃，再稳态情况下，试问各层导热热阻在总热阻中所占的比例为多少？

℃，℃，℃，℃
求：
解：由题意知其为多层平壁的稳态导热
故有：
∴

15.如图，一刚进混泥土空斗强，刚进混泥土的导热系数为λ=1.52W/(m*k)，空气层的当量导热系数为λ=0.742W/(m*k)。试求空斗墙单位面积的导热热阻。
已知：，其余尺寸如下图所示，

求：
解：该空斗墙由对称性可取虚线部分，成为三个并联的部分

18.一根直径为1mm的铜导线，每米长度的电阻为0.00222Ω。导线外部报有厚度为0.5mm，导热系数为0.15W/(m*k)的绝缘层，限定绝缘层的最高温度为65℃，绝缘层的外表面温度不受环境温度限制，假设为40℃。是确定导线的最大允许电流为多少？
已知：
℃，℃，
求：
解：

21.对于球壁，保温层的有无“临界绝缘直径”问题？若有，dc应如何计算。

24.一铝制等截面直肋，肋高为25mm，肋厚度为3mm，铝材的导热系数为140W/(m*k)，周围空气与肋表面的表面传热系数为75W/(m*k)。已知肋基温度为80℃和空气温度为30℃，假定肋端的散热可以忽略不计，使计算肋片内的温度分布和每片肋片的散热量。
已知：℃
℃，
求：
解：

27.一片泪厚度为3mm，长度为16mm，使计算等截面之肋的肋片效率。铝材料肋片，其导热系数为140W/(m*k)，表面传热系数h=80W/(m*k)。钢材料肋片，其导热系数为40W/(m*k)，表面传热系数h=125W/(m*k)。
已知：

求：
解：（1）

（2）

30.截面为矩形的冷空气通道，外形尺寸为3m*2.2m，通道墙后均为0.3m，已知墙体导热系数λ=0.56W/(m*k)，内外墙体表面温度均匀，分别为0℃和30℃，试求每米长冷空气通道的冷量损失。
已知：℃，℃
求：
解：

,

、
33. 两块厚度为5mm的铝板，粗糙度都是2.54μm，用螺栓连接，接触压力为2Mpa，通过两块铝板的总温度差为80℃。已知铝的导热系数为180W/(m*k)，试计算接触面上的温度差。
已知：℃，
求：
解：由，查表得，

再由 ，
得 ℃