传热学第五版第1-4章习题解答.doc

《传热学》（第五版）第0章-第3 章习题解答
第0章 绪论
0-4、0-6、0-7解答题略。
0-13：解：(m2·K)/W
W/(m2·K)
W/m2
∵
∴ ℃
又∵
∴ ℃
=385.73 W

0-14：解：
K/W (面积为A2的平板表面上的热阻)
(m2·K)/W （单位面积热阻）
W/m2
W

0-15：解：
∵
∴ ℃

0-17：解：
（1） (m2·K)/W
W/(m2·K)
W
（2） W
误差
（3）可以忽略，因为厚度很小，金属的导热系数较大，则导热热阻很小。故可以忽略。
第一章 导热理论基础
1-4：前提是假定所研究的物体是各向同性的连续介质，其导热系数比热容c，和密度均为已知，并假定物体内具有内热源。

1-5

（1） K/m
W/m2
（2） K/m
W/m2
温度分布图略。

1-6：解：（1）
W/m2
∴平板一侧：
平板另一侧： W/m2
(2)根据式（1-20），导热微分方程应为：

即：
W/m3
则平壁有内热源，其强度为 W/m3
1-9 解：
由于对称受热，在球坐标系中为常物性一维无内热源非稳态导热问题，
分析厚度为的微元球的导热：

忽略高阶小量得微元球净导热：

微元球内能增量

由能量守恒定律
于是得导热微分方程 ：
（1）
边界条件：
（中心无热流，绝热）（2）
（第三类边界条件）（3）
注意：本题的导热微分方程也可由教材P19页：式（1-25）化简得出。

第二章 稳态导热
2-9 解：未加贴硬泡沫塑料时：
W/(m2·K)
加贴硬泡沫塑料时：

根据题意：
即： 或:

0.091m≈91mm
2-13 解： (m2.K)/W
W/(m2·K)
W
2-14解： (m2.K)/W
W/(m2.K)
=29.94×（250-60）=5689 W/m2
W/m2
W/(m2.K)
W/(m2.K)
=30.03×（250-60）=5706 W/m2
W/m2
W/(m2.K)
W/(m2.K)
=36.10×（250-60）= 6859 W/m2
W/m2
答：三种方案的传热量分别增加了1，17，1171 W/m2 ，第三种方案最有效。

2-17 mm mm
mm
mm
mm
单位管长圆筒壁的导热热阻：
管道： (m.K/W)
第一层： (m.K/W)
第二层： (m.K/W)
（2） W/m
∵
∴℃
∵
∴℃

2-18 解： mm
mm
W/m
即所产生的热量必须小于导线能承受的热量。
∴ A

2-19：

即：
mm

2-24 解：已知：
℃ ,℃
(1) 1/m
(2)th(ml)=th(18.9×0.025)=th(0.4725)=0.4402

W/m2
第三章 非稳态导热
3-8 解：因为钢板的高度和宽度远大于厚度，所以是无限大平板。
所以定型尺寸为 mm

可以采用集总参数法。

即：

解得：
s

3-14 3-8 解：因为钢板的高度和宽度远大于厚度，所以属于无限大平板的导热问题。
所以定型尺寸为 mm

可以采用集总参数法。

即：

解得：
s =0.5 h

3-19 解：
(本题中115℃应改为11.5℃)
常热流密度条件下半无限大物体内温度场的表达式为：

当时，
其中 ℃
即：
∴ （1）
当m 时
即 （2）
由（1）、（2）求得：
m2/s
W/(m.K)

3-23 解：

砖墙显波层厚度：

解得： m
木墙的显波层厚度：

解得： m

3-24 解：
℃
℃

当 m 时，
℃
根据波动振幅的定义知：
℃
滞后时间 s =2.1h
当 m 时，
℃
根据波动振幅的定义知：
℃
滞后时间 h

“第四章 导热数值解法基础”的习题解答略。

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