《傳熱學(xué)》第四版課后習(xí)題答案

《傳熱學(xué)》

第一章

思考題

1.試用簡(jiǎn)練的語(yǔ)言說(shuō)明導(dǎo)熱、對(duì)流換熱及輻射換熱三種熱傳遞方式之間的聯(lián)系和區(qū)別。

答：導(dǎo)熱和對(duì)流的區(qū)別在于：物體內(nèi)部依靠微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的熱量傳遞現(xiàn)象，稱(chēng)為導(dǎo)熱；對(duì)流

則是流體各局部之間發(fā)生宏觀相對(duì)位移及冷熱流體的相互摻混。聯(lián)系是：在發(fā)生對(duì)流換熱的同時(shí)必然伴

生有導(dǎo)熱。

導(dǎo)熱、對(duì)流這兩種熱量傳遞方式，只有在物質(zhì)存在的條件下才能實(shí)現(xiàn)，而輻射可以在真空中傳播，輻射

換熱時(shí)不僅有能

量的轉(zhuǎn)移還伴有能量形式的轉(zhuǎn)換。

2.以熱流密度表示的傅立葉定律、牛頓冷卻公式及斯忒藩―玻耳茲曼定律是應(yīng)當(dāng)熟記的傳熱學(xué)公式。試寫(xiě)

出這三個(gè)公式并說(shuō)明其中每一個(gè)符號(hào)及其意義.

.dtdt

C]=-71--c--

答：①傅立葉定律：dx,其中，9—熱流密度；丸一導(dǎo)熱系數(shù)；，比一沿x方向的溫度變化率,

“一”表示熱量傳遞的方向是沿著溫度降低的方向。

②牛頓冷卻公式：勺小'"一/),其中，4一熱流密度；〃一外表傳熱系數(shù)；二，一固體外表溫度；

。一流體的溫度。

③斯忒藩―玻耳茲曼定律：q=才,其中，“一熱流密度；。一斯忒藩-玻耳茲曼常數(shù)；了一輻

射物體的熱力學(xué)溫度。

3.導(dǎo)熱系數(shù)、外表傳熱系數(shù)及傳熱系數(shù)的單位各是什么哪些是物性參數(shù)，哪些與過(guò)程有關(guān)

22

答:①導(dǎo)熱系數(shù)的單位是:W/(m.K)；②外表傳熱系數(shù)的單位是:W/(m.K)；③傳熱系數(shù)的單位是:W/(m.K)o

這三個(gè)參數(shù)中，只有導(dǎo)熱系數(shù)是物性參數(shù)，其它均與過(guò)程有關(guān)。

4.當(dāng)熱量從壁面一側(cè)的流體穿過(guò)壁面?zhèn)鹘o另一側(cè)的流體時(shí)，冷、熱流體之間的換熱量可以通過(guò)其中任何一

個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)計(jì)算(過(guò)程是穩(wěn)態(tài)的)，但本章中又引入了傳熱方程式，并說(shuō)它是“換熱器熱工計(jì)算的根本公

式”。試分析引入傳熱方程式的工程實(shí)用意義。

答：因?yàn)樵谠S多工業(yè)換熱設(shè)備中，進(jìn)展熱量交換的冷、熱流體也常處于固體壁面的兩側(cè)，是工程技術(shù)中

經(jīng)常遇到的一種典型熱量傳遞過(guò)程。

5.用鋁制的水壺?zé)_(kāi)水時(shí)，盡管爐火很旺，但水壺仍然安然無(wú)恙。而一旦壺內(nèi)的水燒干后，水壺很快就燒

壞。試從傳熱學(xué)的觀點(diǎn)分析這一現(xiàn)象。

答：當(dāng)壺內(nèi)有水時(shí)，可以對(duì)壺底進(jìn)展很好的冷卻(水對(duì)壺底的對(duì)流換熱系數(shù)大)，壺底的熱量被很快傳走

而不至于溫度升得很高；當(dāng)沒(méi)有水時(shí)，和壺底發(fā)生對(duì)流換熱的是氣體，因?yàn)闅怏w發(fā)生對(duì)流換熱的外表?yè)Q

熱系數(shù)小，壺底的熱量不能很快被傳走，故此壺底升溫很快，容易被燒壞。

6.用一只手握住盛有熱水的杯子，另一只手用筷子快速攪拌熱水，握杯子的手會(huì)顯著地感到熱。試分析其

原因。

答：當(dāng)沒(méi)有攪拌時(shí)，杯內(nèi)的水的流速幾乎為零，杯內(nèi)的水和杯壁之間為自然對(duì)流換熱，自熱對(duì)流換熱的

外表傳熱系數(shù)小，當(dāng)快速攪拌時(shí)，杯內(nèi)的水和杯壁之間為強(qiáng)制對(duì)流換熱，外表傳熱系數(shù)大，熱水有更多

的熱量被傳遞到杯壁的外側(cè)，因此會(huì)顯著地感覺(jué)到熱。

7.什么是串聯(lián)熱阻疊加原則，它在什么前提下成立以固體中的導(dǎo)熱為例，試討論有哪些情況可能使熱量傳

遞方向上不同截面的熱流量不相等。

答：在一個(gè)串聯(lián)的熱量傳遞過(guò)程中，如果通過(guò)每個(gè)環(huán)節(jié)的熱流量都一樣，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。例如：三塊無(wú)限大平板疊加構(gòu)成的平壁。例如通過(guò)圓筒壁，對(duì)于各個(gè)傳熱環(huán)節(jié)的傳

熱面積不相等，可能造成熱量傳遞方向上不同截面的熱流量不相等。

8.有兩個(gè)外形一樣的保溫杯A與B,注入同樣溫度、同樣體積的熱水后不久，A杯的外外表就可以感覺(jué)到熱,

而B(niǎo)杯的外外表則感覺(jué)不到溫度的變化，試問(wèn)哪個(gè)保溫杯的質(zhì)量較好

答：B：杯子的保溫質(zhì)量好。因?yàn)楸睾玫谋訜崃繌谋觾?nèi)部傳出的熱量少，經(jīng)外部散熱以后，溫度

變化很小，因此幾乎感覺(jué)不到熱。

能量平衡分析

1-3淋浴器的噴頭正常工作時(shí)的供水量?般為每分鐘1OOOC7〃3。冷水通過(guò)電熱器從15℃被加熱到43℃。試問(wèn)

電熱器的加熱功率是多少為了節(jié)省能源，有人提出可以將用過(guò)后的熱水(溫度為38℃)送入一個(gè)換熱器去加

熱進(jìn)入淋浴器的冷水。如果該換熱器能將冷水加熱到27℃,試計(jì)算采用余熱回收換熱器后洗澡15min可以節(jié)

省多少能源

1-12在一次測(cè)定空氣橫向流過(guò)單根圓管的對(duì)流換熱實(shí)驗(yàn)中，得到以下數(shù)據(jù)：管壁平均溫度t“=69℃,空氣溫

度tf=20℃,管子外徑d=14mm,加熱段長(zhǎng)80mm,輸入加熱段的功率8.5w,如果全部熱量通過(guò)對(duì)流換熱傳

給空氣，試問(wèn)此時(shí)的對(duì)流換熱外表傳熱系數(shù)多大

解：根據(jù)牛頓冷卻公式

所以如"，'T”=49.33W/(m2.k)

第二章

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。

q=—Agraat=-A.一n,

答：傅立葉定律的一般形式為：&,其中：8也波為空間某點(diǎn)的溫度梯度；亢是通過(guò)

該點(diǎn)的等溫線(xiàn)上的法向單位矢量，指向溫度升高的方向；彳為該處的熱流密度矢量。

2導(dǎo)熱物體中某點(diǎn)在x,y,z三個(gè)方向上的熱流密度分別為以'①，及以，假設(shè)何獲得該點(diǎn)的熱密度矢量

答：4=+%?/+名不，其中分別為三個(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)的根本定律。

答：導(dǎo)熱微分方程式所依據(jù)的根本定律有：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(lèi)型的邊界條件。

答:①第一類(lèi)邊界條件：7>0時(shí)，%=fl（7）

7>0時(shí)一4（￡）"=/2（7）

②第二類(lèi)邊界條件：及

③第三類(lèi)邊界條件：&f

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：在一個(gè)串聯(lián)的熱量傳遞過(guò)程中，如果通過(guò)每個(gè)環(huán)節(jié)的熱流量都一樣，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)，假設(shè)何理解

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，在以下哪些情形下可以按一維問(wèn)題來(lái)處理

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)展外表中的導(dǎo)熱問(wèn)題可以按一維問(wèn)題來(lái)處理的條件是什么有人認(rèn)為，只要擴(kuò)展外表細(xì)長(zhǎng)，就可按一維問(wèn)

題來(lái)處理，你同意這種觀點(diǎn)嗎

答：只要滿(mǎn)足等截面的直肋，就可按一維問(wèn)題來(lái)處理。不同意，因?yàn)楫?dāng)擴(kuò)展外表的截面不均時(shí)，不同截面上

的熱流密度不均勻，不可看作一維問(wèn)題。

9肋片高度增加引起兩種效果：肋效率下降及散熱外表積增加。因而有人認(rèn)為，隨著肋片高度的增加會(huì)出現(xiàn)

一個(gè)臨界高度，超過(guò)這個(gè)高度后，肋片導(dǎo)熱熱數(shù)流量反而會(huì)下降。試分析這一觀點(diǎn)的正確性。

答：錯(cuò)誤，因?yàn)楫?dāng)肋片高度到達(dá)一定值時(shí)，通過(guò)該處截面的熱流密度為零。通過(guò)肋片的熱流已到達(dá)最大值，

不會(huì)因?yàn)楦叨鹊脑黾佣l(fā)生變化。

10在式（2-57）所給出的分析解中，不出現(xiàn)導(dǎo)熱物體的導(dǎo)熱系數(shù)，請(qǐng)你提供理論依據(jù)。

答：由于式［2-57）所描述的問(wèn)題為穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱，且物體的導(dǎo)熱系數(shù)沿x方向和y方向的數(shù)值相等并為常數(shù)。

11有人對(duì)二維矩形物體中的穩(wěn)態(tài)無(wú)內(nèi)熱源常物性的導(dǎo)熱問(wèn)題進(jìn)展了數(shù)值計(jì)算。矩形的一個(gè)邊絕熱，其余三個(gè)

邊均與溫度為的流體發(fā)生對(duì)流換熱。你能預(yù)測(cè)他所得的溫度場(chǎng)的解嗎

答：能，因?yàn)樵谝贿吔^熱其余三邊為一樣邊界條件時(shí)，矩形物體內(nèi)部的溫度分布應(yīng)為關(guān)于絕熱邊的中心線(xiàn)對(duì)

稱(chēng)分布。

習(xí)題

平板

2-6—火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室是直徑為130mm的圓筒體，厚2.1mm,導(dǎo)熱系數(shù)為23.2W/(m?K)。圓筒壁外用液體

冷卻，外壁溫度為240℃。測(cè)得圓筒體的熱流密度為4.8X106w/nf,其材料的最高允許溫度為700℃。試判斷

該燃燒室壁面是否工作于安全溫度范圍內(nèi)

解：

2-14外徑為100mm的蒸氣管道，覆蓋密度為20初/,/的超細(xì)玻璃棉氈保溫。蒸氣管道外壁溫度為400C,

希望保溫層外外表溫度不超過(guò)50℃。且每米長(zhǎng)管道上散熱量小于163W,試確定所需的保溫層厚度。

解：保溫材料的平均溫度為

400+50…

--------=225

t=2℃

由附錄7查得導(dǎo)熱系數(shù)為1=0033+0.0023i=0.08475卬&m.K)

代入數(shù)據(jù)得到乙=0.314mm

3=-_—=107/77/72

所以2

2-46一厚為7cm的平壁，一側(cè)絕熱，另一側(cè)暴露于溫度為30℃的流體中，內(nèi)熱源吊=0.3*106。對(duì)

流換熱外表傳熱系數(shù)為45()W/(〃BK),平壁的導(dǎo)熱系數(shù)為18皿/(帆K)。試確定平壁中的最高溫度及其位

置。

第三章

思考題

1.試說(shuō)明集總參數(shù)法的物理概念及數(shù)學(xué)處理的特點(diǎn)

答：當(dāng)內(nèi)外熱阻之比趨于零時(shí)，影響換熱的主要環(huán)節(jié)是在邊界上的換熱能力。而內(nèi)部由于熱阻很小而溫度趨

于均勻，以至于不需要關(guān)心溫度在空間的分布，溫度只是時(shí)間的函數(shù)，

數(shù)學(xué)描述上由偏微分方程轉(zhuǎn)化為常微分方程、大大降低了求解難度。

2.在用熱電偶測(cè)定氣流的非穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)時(shí),假設(shè)何才能改善熱電偶的溫度響應(yīng)特性？

_pcv

答：要改善熱電偶的溫度響應(yīng)特性，即最大限度降低熱電偶的時(shí)間常數(shù)/滔，形狀

上要降低體面比，要選擇熱容小的材料，要強(qiáng)化熱電偶外表的對(duì)流換熱。

3.試說(shuō)明"無(wú)限大平板”物理概念,并舉出一二個(gè)可以按無(wú)限大平板處理的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問(wèn)題

答；所謂“無(wú)限大”平板，是指其長(zhǎng)寬尺度遠(yuǎn)大于其厚度，從邊緣交換的熱量可以忽略

不計(jì)，當(dāng)平板兩側(cè)換熱均勻時(shí)，熱量只垂直于板面方向流動(dòng)。如薄板兩側(cè)均勻加熱或冷卻、

爐墻或冷庫(kù)的保溫層導(dǎo)熱等情況可以按無(wú)限大平板處理.

4.什么叫非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的正規(guī)狀態(tài)或充分開(kāi)展階段?這一階段在物理過(guò)程及數(shù)學(xué)處理上都有些什么特點(diǎn)？

答：非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過(guò)程進(jìn)展到一定程度，初始溫度分布的影響就會(huì)消失，雖然各點(diǎn)溫度仍

隨時(shí)間變化,但過(guò)余溫度的比值已與時(shí)間無(wú)關(guān)，只是幾何位置(X/S)和邊界條件(Bi數(shù))

的函數(shù)，亦即無(wú)量綱溫度分布不變，這一階段稱(chēng)為正規(guī)狀況階段或充分開(kāi)展階段。這一階段的數(shù)學(xué)處理十分

便利，溫度分布計(jì)算只需取無(wú)窮級(jí)數(shù)的首項(xiàng)進(jìn)展計(jì)算。

5.有人認(rèn)為，當(dāng)非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過(guò)程經(jīng)歷時(shí)間很長(zhǎng)時(shí),采用圖3-7記算所得的結(jié)果是錯(cuò)誤的.理由是：這個(gè)圖說(shuō)明,

物體中各點(diǎn)的過(guò)余溫度的比值與幾何位置及Bi有關(guān),而與時(shí)間無(wú)關(guān).但當(dāng)時(shí)間趨于無(wú)限大時(shí),物體中各點(diǎn)的

溫度應(yīng)趨近流體溫度，所以?xún)烧呤怯忻艿?。你是否同意這種看法，說(shuō)明你的理由。

答：我不同意這種看法，因?yàn)殡S著時(shí)間的推移，雖然物體中各點(diǎn)過(guò)余溫度的比值不變

但各點(diǎn)溫度的絕對(duì)值在無(wú)限接近。這與物體中各點(diǎn)溫度趨近流體溫度的事實(shí)并不矛盾。

6.試說(shuō)明Bi數(shù)的物理意義。Bif。及Bif8各代表什么樣的換熱條件?有人認(rèn)為，Bi—8代表了絕熱工

況,你是否贊同這一觀點(diǎn)，為什么？

答；Bi數(shù)是物體內(nèi)外熱阻之比的相對(duì)值。Bi-。時(shí)說(shuō)明傳熱熱阻主要在邊界，內(nèi)部溫度趨于均勻，可以用

集總參數(shù)法進(jìn)展分析求解；比―8時(shí)，說(shuō)明傳熱熱阻主要在內(nèi)部，可以近似認(rèn)為壁溫就是流體溫度。認(rèn)為

Bi—。代表絕熱工況是不正確的,該工況是指邊界熱阻相對(duì)于內(nèi)部熱阻較大，而絕熱工況下邊界熱阻無(wú)限大。

7.什么是分非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問(wèn)題的乘積解法，他的使用條件是什么？

答;對(duì)于二維或三維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問(wèn)題的解等于對(duì)應(yīng)幾個(gè)一維問(wèn)題解的乘積，其解的形式是無(wú)量綱過(guò)余溫度,

這就是非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問(wèn)題的乘積解法，其使用條件是恒溫介質(zhì)，第三類(lèi)邊

界條件或邊界溫度為定值、初始溫度為常數(shù)的情況。

8.什么是"半無(wú)限大"的物體?半無(wú)限大物體的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱存在正規(guī)階段嗎？

答：所謂“半大限大”物體是指平面一側(cè)空間無(wú)限延伸的物體：因?yàn)槲矬w向縱深無(wú)限延

伸，初臉溫度的影響永遠(yuǎn)不會(huì)消除，所以半死限大物體的非穩(wěn)念導(dǎo)熱不存在正規(guī)狀況階段。

9.冬天，72℃的鐵與600℃的木材摸上去的感覺(jué)一樣嗎，為什么

10.本章的討論都是對(duì)物性為常數(shù)的情形作出的，對(duì)物性溫度函數(shù)的情形，你認(rèn)為假設(shè)何獲得其非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的溫

度場(chǎng)？

答：從分析解形式可見(jiàn)，物體的無(wú)量綱過(guò)余溫度是傅立葉數(shù)（ar/尸）的負(fù)指數(shù)函數(shù)，

即表示在一樣尺寸及換熱條件下，導(dǎo)溫系數(shù)越大的物體到達(dá)指定溫度所需的時(shí)間越短、這正

說(shuō)明導(dǎo)溫系數(shù)所代表的物理含義。

習(xí)題

集總參數(shù)法分析

3-6一初始溫度為t。的物體，被置于室溫為18的房間中。物體外表的發(fā)射率為￡,外表與空氣間的換熱系

數(shù)為h。物體的體集積為V,參數(shù)與換熱的面積為A,比熱容和密度分別為c及夕。物體的內(nèi)熱阻可忽略不計(jì),

試列出物體溫度隨時(shí)間變化的微分方程式。

解：由題意知，固體溫度始終均勻一致，所以可按集總熱容系統(tǒng)處理

固體通過(guò)熱輻射散到周?chē)臒崃繛?

固體通過(guò)對(duì)流散到周?chē)臒崃繛椋?/p>

固體散出的總熱量等于其熔的減小

d,

%即

3-15一種火焰報(bào)警器采用低熔點(diǎn)的金屬絲作為傳熱元件，當(dāng)該導(dǎo)線(xiàn)受火焰或高溫?zé)煔獾淖饔枚蹟鄷r(shí)報(bào)警

系統(tǒng)即被觸發(fā)，-報(bào)警系統(tǒng)的熔點(diǎn)為500匕，=210W/(*K),p=1200kg/c=420J/(kg-K\

初始溫度為25°C。問(wèn)當(dāng)它突然受到650°C煙氣加熱后，為在Imin內(nèi)發(fā)生報(bào)警訊號(hào)，導(dǎo)線(xiàn)的直徑應(yīng)限在多少以

下設(shè)復(fù)合換熱器的外表?yè)Q熱系數(shù)為12W/(〃/.4)。

解：采用集總參數(shù)法得：

e/〃A、

—=exp(-------T)

%2,要使元件報(bào)警則72500°C

500-650=e冷(-四，)

25-6500T,代入數(shù)據(jù)得D=0.669mm

驗(yàn)證Bi數(shù):

/i(V/A)hD

Bi=0.0095xlO-3<0.05

-1-4l故可采用集總參數(shù)法。

3-51、：要在寒冷地區(qū)埋設(shè)水管，把地球簡(jiǎn)化成半無(wú)限大的物體，冬天用較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)地球外表突然處于較低的

平均溫度這樣一種物理過(guò)程來(lái)模擬。某處地層的。=1.65x10-7加2/5,地球外表溫度由原來(lái)均與的i5°C突

然下降到-20°C,并達(dá)50天之久。

求：估算為使埋管上不出現(xiàn)霜凍而必須的最淺埋設(shè)深度。

解：埋管的深度應(yīng)使五十天后該處的溫度仍大于等于零度。

1匚7)-40-(20)X

=0.5714—?==0.56

15-(-20)

因而得‘。一4，由誤差函數(shù)表查得2.而

所以x=2x0.26^=2x0.56xV1.65xlO_2x50x24x36(X)=0.946m。

第四章

離散方程的建設(shè)

4-5、試將直角坐標(biāo)中的常物性無(wú)內(nèi)熱源的二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱微分方程化為顯式差分格式，并指出其穩(wěn)定性條件

(Ax#與)。

解：常物性無(wú)內(nèi)熱源二維非穩(wěn)態(tài)方程微分方程為

擴(kuò)散項(xiàng)取中心差分，非穩(wěn)態(tài)項(xiàng)取向前差分：

所以有

穩(wěn)定性條件Fo^+Fo.<1/2

第五章

復(fù)習(xí)題

1、試用簡(jiǎn)明的語(yǔ)言說(shuō)明熱邊界層的概念。

答：在壁面附近的一個(gè)薄層內(nèi)，流體溫度在壁面的法線(xiàn)方向上發(fā)生劇烈變化，而在此薄層之外，流體的

溫度梯度幾乎為零，固體外表附近流體溫度發(fā)生劇烈變化的這一薄層稱(chēng)為溫度邊界層或熱邊界層。

2、與完全的能量方程相比，邊界層能量方程最重要的特點(diǎn)是什么

答：與完全的能量方程相比，它忽略了主流方向溫度的次變化率因此僅適用于邊界層內(nèi)，

不適用整個(gè)流體。

3、式(5-4)與導(dǎo)熱問(wèn)題的第三類(lèi)邊界條件式(2-17)有什么區(qū)別

jAdtI八Qi

答："嬴"4)一“誣)二3')(2—⑴

式(5—4)中的h是未知量，而式(2—17)中的h是作為的邊界條件給出，此外(2—17)中的尤為

固體導(dǎo)熱系數(shù)而此式為流體導(dǎo)熱系數(shù)，式(5-4)將用來(lái)導(dǎo)出一個(gè)包括h的無(wú)量綱數(shù)，只是局部外表傳

熱系數(shù)，而整個(gè)換熱外表的外表系數(shù)應(yīng)該把牛頓冷卻公式應(yīng)用到整個(gè)外表而得出。

4、式(5-4)外表，在邊界上垂直壁面的熱量傳遞完全依靠導(dǎo)熱，那么在對(duì)流換熱中，流體的流動(dòng)起什么作

用

答：固體外表所形成的邊界層的厚度除了與流體的粘性有關(guān)外還與主流區(qū)的速度有關(guān)，流動(dòng)速度越大，

邊界層越薄，因此導(dǎo)熱的熱阻也就越小，因此起到影響傳熱大小

5、對(duì)流換熱問(wèn)題完整的數(shù)字描述應(yīng)包括什么內(nèi)容既然對(duì)大多數(shù)實(shí)際對(duì)流傳熱問(wèn)題尚無(wú)法求得其準(zhǔn)確解，那么

建設(shè)對(duì)流換熱問(wèn)題的數(shù)字描述有什么意義

答：對(duì)流換熱問(wèn)題完整的數(shù)字描述應(yīng)包括：對(duì)流換熱微分方程組及定解條件，定解條件包括，(1)初始條件

(2)邊界條件(速度、壓力及溫度)建設(shè)對(duì)流換熱問(wèn)題的數(shù)字描述目的在于找出影響對(duì)流換熱中各物理量之

間的相互制約關(guān)系，每一種關(guān)系都必須滿(mǎn)足動(dòng)量，能量和質(zhì)量守恒關(guān)系，防止在研究遺漏某種物理因素。

對(duì)比理論

5-13.來(lái)流溫度為20℃、速度為4m/s空氣沿著平板流動(dòng)，在距離前沿點(diǎn)為2m處的局部切應(yīng)力為多大如

果平板溫度為50℃,該處的對(duì)流傳熱外表傳熱系數(shù)是多少

第六章

復(fù)習(xí)題

1、什么叫做兩個(gè)現(xiàn)象相似，它們有什么共性

答：指那些用一樣形式并具有一樣內(nèi)容的微分方程式所描述的現(xiàn)象，如果在相應(yīng)的時(shí)刻與相應(yīng)的地點(diǎn)上

與現(xiàn)象有關(guān)的物理量一一對(duì)于成比例，則稱(chēng)為兩個(gè)現(xiàn)象相似。

凡相似的現(xiàn)象，都有一個(gè)十分重要的特性，即描述該現(xiàn)象的同名特征數(shù)(準(zhǔn)則)對(duì)應(yīng)相等。

(1)初始條件。指非穩(wěn)態(tài)問(wèn)題中初始時(shí)刻的物理量分布。

(2)邊界條件。所研究系統(tǒng)邊界上的溫度(或熱六密度)、速度分布等條件。

(3)幾何條件。換熱外表的幾何形狀、位置、以及外表的粗糙度等。

(4)物理?xiàng)l件。物體的種類(lèi)與物性。

2.試舉出工程技術(shù)中應(yīng)用相似原理的兩個(gè)例子.

3.當(dāng)一個(gè)由假設(shè)干個(gè)物理量所組成的試驗(yàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)目較少的無(wú)量綱以后，這個(gè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的性質(zhì)起了

什么變化

4.外掠單管與管內(nèi)流動(dòng)這兩個(gè)流動(dòng)現(xiàn)象在本質(zhì)上有什么不同

5、對(duì)于外接收束的換熱，整個(gè)管束的平均外表傳熱系數(shù)只有在流動(dòng)方向管排數(shù)大于一定值后才與排數(shù)無(wú)

關(guān)，試分析原因。

答：因后排管受到前排管尾流的影響(擾動(dòng))作用對(duì)平均外表傳熱系數(shù)的影響直到10排管子以上的管子

才能消失。

6、試簡(jiǎn)述充分開(kāi)展的管內(nèi)流動(dòng)與換熱這一概念的含義。

答：由于流體由大空間進(jìn)入管內(nèi)時(shí)，管內(nèi)形成的邊界層由零開(kāi)場(chǎng)開(kāi)展直到管子的中心線(xiàn)位置，這種影響

才不發(fā)生變法，同樣在此時(shí)對(duì)流換熱系數(shù)才不受局部對(duì)流換熱系數(shù)的影響。

7、什么叫大空間自然對(duì)流換熱什么叫有限自然對(duì)流換熱這與強(qiáng)制對(duì)流中的外部流動(dòng)和內(nèi)部流動(dòng)有什么異

同

答：大空間作自然對(duì)流時(shí)，流體的冷卻過(guò)程與加熱過(guò)程互不影響，當(dāng)其流動(dòng)時(shí)形成的邊界層相互干擾時(shí)，

稱(chēng)為有限空間自然對(duì)流。

這與外部流動(dòng)和內(nèi)部流動(dòng)的劃分有類(lèi)似的地方，但流動(dòng)的動(dòng)因不同，一個(gè)由外在因素引起的流動(dòng)，一個(gè)

是由流體的溫度不同而引起的流動(dòng)。

8.簡(jiǎn)述射流沖擊傳熱時(shí)被沖擊外表上局部外表傳熱系數(shù)的分布規(guī)律.

9.簡(jiǎn)述NM數(shù),Pr數(shù)，G樓攵的物理意義.NM數(shù)與歷數(shù)有什么區(qū)別

10.對(duì)于新遇到的一種對(duì)流傳熱現(xiàn)象，在從參考資料中尋找換熱的特征數(shù)方程時(shí)要注意什么

相似原理與量綱分析

6一1、在一臺(tái)縮小成為實(shí)物1/8的模型中，用20℃的空氣來(lái)模擬實(shí)物中平均溫度為200℃空氣的加熱過(guò)

程。實(shí)物中空氣的平均流速為6.03m/s,問(wèn)模型中的流速應(yīng)為假設(shè)干假設(shè)模型中的平均外表傳熱系數(shù)為

195W/(m2K),求相應(yīng)實(shí)物中的值。在這一實(shí)物中，模型與實(shí)物中流體的Pr數(shù)并不嚴(yán)格相等，你認(rèn)為這樣的模

化試驗(yàn)有無(wú)實(shí)用價(jià)值

6—14、：1.013x1()5Pa下的空氣在內(nèi)徑為76mm的直管內(nèi)流動(dòng)，入口溫度為65℃,入口體積流量為

0.022m3/s,管壁的平均溫度為180℃。

求：管子多長(zhǎng)才能使空氣加熱到115℃。

t=65+115=9()

解：定性溫度,一2一r,相應(yīng)的物性值為：P=0972kgIm3

-2

cp=1.009kJ/(kgK),2=3.13x10W/(m-=21.5x,Pr=0.690在入

口溫度下，P=1-0045故進(jìn)口質(zhì)量流量：

m=0.022根3/$x1.(XM5kg/m3=2.29Skg/s

c4近4x2.298xlO-2xlO6…”

Re=——=--------------------=17906>10

向N3.1416x0.076x21.5,先按〃d>60計(jì),

歿器32。叱胸因空氣在c

Nu。=0.023x17906°8x0.6904=50.08,h

℃

時(shí)，cp=\.m)kJ/(kg-K)65c時(shí)，%=1.27kJ/(kgK)

故加熱空氣所需熱量為：

33

①=m(c"pt"-c/')=0.02298x(1.009x10x115-1.007xl()x65)=1162.3W采用教材pi65

上所給的大溫差修正關(guān)系式：

(273+90丫53(363葉

--------------v.ooD

<273+180；(453J

所需管長(zhǎng):

"4=2.96/0.076=38.6<60,需進(jìn)展短管修正。采用式(5-64)的關(guān)系式:

cf=1+(J//)=1.0775,二所需管長(zhǎng)為2.96/1.0775=2.75m。

6-33、：直徑為0.1mm的電熱絲與氣流方向垂直的放置，來(lái)流溫度為20℃,電熱絲溫度為40C,加熱功

率為17.8W/m。略去其它的熱損失。

求：此時(shí)的流速。

解：

定性J"%

Nu=>0.1x10-3=1061

00267。先按表5-5中的第三種情況計(jì)算,

1/0.4662.1459

Nu10.61

Re==360

側(cè)0.6830.683符合第二種情形的適用范圍。

v-16xIQ-6x360

u=—Re==57.6m/5

0.1x10-3

故得:d

第七章

思考題

1.什么叫膜狀凝結(jié)，什么叫珠狀凝結(jié)?膜狀凝結(jié)時(shí)熱量傳遞過(guò)程的主要阻力在什么地方

答：凝結(jié)液體在壁面上鋪展成膜的凝結(jié)叫膜狀凝結(jié)，膜狀凝結(jié)的主要熱阻在液膜層，凝結(jié)液體在壁面上形成

液珠的凝結(jié)叫珠狀凝結(jié)。

2.在努塞爾關(guān)于膜狀凝結(jié)理論分析的8條假定中，最主要的簡(jiǎn)化假定是哪兩條？

答：第3條，忽略液膜慣性力，使動(dòng)量方程得以簡(jiǎn)化；第5條，膜內(nèi)溫度是線(xiàn)性的，即

膜內(nèi)只有導(dǎo)熱而無(wú)對(duì)流，簡(jiǎn)化了能量方程。

3.有人說(shuō)，在其他條件一樣的情況下.水平管外的凝結(jié)換熱一定比豎直管強(qiáng)烈，這一說(shuō)法一定成立

答：這一說(shuō)法不一定成立，要看管的長(zhǎng)徑比。

4.為什么水平管外凝結(jié)換熱只介紹層流的準(zhǔn)則式常壓下的水蒸氣在△'=4一乙=10℃的水平管外凝結(jié)，如

果要使液膜中出現(xiàn)湍流，試近似地估計(jì)一下水平管的直徑要多大？

答：因?yàn)閾Q熱管徑通常較小，水平管外凝結(jié)換熱一般在層流范圍。

R=4成〃億一4)

對(duì)于水平橫圓管："廳

臨界雷諾數(shù)

由"10°C查表J=2257"/匕

由5=95℃,查表./?=961.85^/m3A=0.6815W/(m*^)

即水平管管徑到達(dá)2.07m時(shí)，流動(dòng)狀態(tài)才過(guò)渡到湍流。

5.試說(shuō)明大容器沸騰的4~4曲線(xiàn)中各局部的換熱機(jī)理。

6.對(duì)于熱流密度可控及壁面溫度可控的兩種換熱情形，分別說(shuō)明控制熱流密度小于臨界熱流密度及溫差小于

臨界溫差的意義，并針對(duì)上述兩種情形分別舉出一個(gè)工程應(yīng)用實(shí)例。

答：對(duì)于熱流密度可控的設(shè)備，如電加熱器，控制熱流密度小于臨界熱流密度，是為了防止設(shè)備被燒毀，對(duì)

于壁溫可控的設(shè)備，如冷凝蒸發(fā)器，控制溫差小于臨界溫差，是為了防止設(shè)備換熱量下降。

7.試比照水平管外膜狀凝結(jié)及水平管外膜態(tài)沸騰換熱過(guò)程的異同。

答：穩(wěn)定膜態(tài)沸騰與膜狀凝結(jié)在物理上同屬相變換熱，前者熱量必須穿過(guò)熱阻較大的汽

膜，后者熱量必須穿過(guò)熱阻較大的液膜，前者熱量由里向外，后者熱量由外向里。

8.從換熱外表的構(gòu)造而言，強(qiáng)化凝結(jié)換熱的根本思想是什么？強(qiáng)化沸騰換熱的根本思想是什么

答：從換熱外表的構(gòu)造而言，強(qiáng)化凝結(jié)換熱的根本思想是盡量減薄粘滯在換熱外表上液膜的厚度，強(qiáng)化沸

騰換熱的根本思想是盡量增加換熱外表的汽化核心數(shù)。

9.在你學(xué)習(xí)過(guò)的對(duì)流換熱中.外表傳熱系數(shù)計(jì)算式中顯含換熱溫差的有哪幾種換熱方式其他換熱方式中不顯

含溫差是否意味著與溫差沒(méi)有任何關(guān)系？

答：外表傳熱系數(shù)計(jì)算式中顯含換熱溫差的有凝結(jié)換熱和沸騰換熱。不顯含溫差并不意味著與溫差無(wú)關(guān)，溫

差的影響隱含在公式適用范圍和物件計(jì)算中。

10.在圖7-14所示的沸騰曲線(xiàn)中，為什么穩(wěn)定膜態(tài)沸騰局部的曲線(xiàn)會(huì)隨At的增加而迅速上升？

答：因?yàn)殡S著壁面過(guò)熱度的增加，輻射換熱的作用越加明顯。

習(xí)題

7-10、一工廠中采用0.1MPa的飽和水蒸汽在一金屬豎直薄壁上凝結(jié)，對(duì)置于壁面另一側(cè)的物體進(jìn)展加熱處

理。豎壁與蒸汽接觸的外表的平均壁溫為70℃,壁高1.2m.寬30cm。在此條件下，一被加熱物體的平均

溫度可以在半小時(shí)內(nèi)升高30℃,熱確定這一物體的平均效容量。不考慮散熱損失。

t_4+乙「_85

解：近似地取ts=100℃,2℃。

Pi=968.6kg/m34=0.677W/(〃zK)〃/=335x107g/Q%s)r=2257.lxlO3t//kg

]13g-U：%

設(shè)為層流h=

I.19.8x2.257x106x568.55>x0.3773

=>|_335xl0-6x1.2x30=45431.7W/(m2.k)

AhL\t4x5431.7x1.2x30

=1034.5(1600

&ru,-2.257xlO6x335xlO-6

與假設(shè)一致。

Q\T58.66x10sx1800__....

pcv=--=-----------------=3o.52x1（/6jr/K

平均熱容量加30

7-35、水在1.013x105Pa的壓力下作飽和沸騰時(shí)，要使直徑為0.1mm及1mm的汽泡能在水中存在并長(zhǎng)大，

加熱面附近水的過(guò)熱度各為多少？（利用克拉貝龍方程導(dǎo)出最小汽泡半徑算式的過(guò)程，可見(jiàn)本書(shū)第一版4-4

節(jié)。）

R=T~^T「T產(chǎn)

解：氣泡內(nèi)介質(zhì)與周?chē)黧w到達(dá)熱平衡時(shí)，有一TJ,即Rrp、，

T「T產(chǎn)

要使氣泡長(zhǎng)大，應(yīng)使際、，,

100c時(shí)有./=588.6x1()7N/m，r^2257AkJ/kg,pv=().5977kg/mi

42—2竽88-373—=°325。<

因而：0.1x10-4x2257.1x1()3x0.5977當(dāng)R=1mm,Ar>0.0325^C.

第八章

1.什么叫黑體在熱輻射理論中為什么要引入這一概念

2.溫度均勻得空腔壁面上的小孔具有黑體輻射的特性，那么空腔內(nèi)部壁面的輻射是否也是黑體輻射

3.試說(shuō)明，為什么在定義物體的輻射力時(shí)要加上“半球空間"及“全部波長(zhǎng)”的說(shuō)明

4.黑體的輻射能按波長(zhǎng)是假設(shè)何分布的光譜吸收力七版的單位中分母的"“3"代表什么意義

5.黑體的輻射按空間方向是假設(shè)何分布的定向輻射強(qiáng)度與空間方向無(wú)關(guān)是否意味著黑體的輻射能在半球空間

各方向上是均勻分布的

6.什么叫光譜吸收比在不同光源的照耀下，物體常呈現(xiàn)不同的顏色，假設(shè)何解釋

7.對(duì)于一般物體，吸收比等于發(fā)射率在什么條件下才成立

8,說(shuō)明灰體的定義以及引入灰體的簡(jiǎn)化對(duì)工程輻射傳熱計(jì)算的意義.

9.黑體的輻射具有漫射特性.假設(shè)何理解從黑體模型（溫度均勻的空腔器壁上的小孔）發(fā)出的輻射能也具有

漫射特性呢

8-11、把地球作為黑體外表，把太陽(yáng)看成是T=5800℃的黑體，試估算地球外表溫度。地球直徑為129x10'帆

太陽(yáng)直徑為1.39X109m,兩者相距L5x10”機(jī)。地球?qū)μ盏妮椛淇梢暈?K黑體空間的輻射。

解：如以以下列圖。地球投影面積對(duì)太陽(yáng)球心的張角為：

肛4x(1.29x1O,)_0.785x1.6641x1

0.5806x10-8

(1.5x10"丫2.25xlO22

(球面角)

4萬(wàn)4x3.14。地球外表的空間輻射熱平衡為:

①sc=4成I，,,”xx4.623x1()-“)

’1.29x102

AeEhe-(t>sc=0,Ae=4成=4x3.14x

’129x1()7

，5X4X314X

(I.29X1()7y7；=(i.39X1()9y&jx4623x107。，

=5800x1.5221/31.62=279.2K

8-13、從太陽(yáng)投射到地球大氣層外外表的輻射能經(jīng)準(zhǔn)確測(cè)定為1353W/^2。太陽(yáng)直徑為139x103%兩者相

距1.5x10"m。假設(shè)認(rèn)為太陽(yáng)是黑體，試估計(jì)其外表溫度。

解：太陽(yáng)看成一個(gè)點(diǎn)熱源，太陽(yáng)投射在地球上的輻射總量為Qs“.

2

0.sW,^1353x4^x(1.5xlO")

Qxun=5.67x?x(1.39x109

所以T=5774K

第九章

思考題

1、試述角系數(shù)的定義。"角系數(shù)是一個(gè)純幾何因子"的結(jié)論是在什么前提下得出的？

答:外表1發(fā)出的輻射能落到外表2上的份額稱(chēng)為外表］對(duì)外表2的角系數(shù)。"角系數(shù)是一個(gè)純幾何因子"的

結(jié)論是在物體外表性質(zhì)及外表濕度均勻、物體輻射服從蘭貝特定律的前提下得出的。

2、角系數(shù)有哪些特性?這些特性的物理背景是什么？

答：角系數(shù)有相對(duì)性、完整性和可加性。相對(duì)性是在兩物體處于熱平衡時(shí)，凈輻射換熱量為零的條件下導(dǎo)

得的；完整性反映了一個(gè)由幾個(gè)外表組成的封閉系統(tǒng)中。任一外表所發(fā)生的輻射能必全部落到封閉系統(tǒng)的各個(gè)

外表上；可加性是說(shuō)明從外表1發(fā)出而落到外表2上的總能量等于落到外表2上各部份的輻射能之和。

3、為什么計(jì)算一個(gè)外表與外界之間的凈輻射換熱量時(shí)要采用封閉腔的模型？

答：因?yàn)槿我煌獗砼c外界的輻射換熱包括了該外表向空間各個(gè)方向發(fā)出的輻射能和從各個(gè)方向投入到該外

表上的輻射能。

4、實(shí)際外表系統(tǒng)與黑體系統(tǒng)相比，輻射換熱計(jì)算增加了哪些復(fù)雜性？

答：實(shí)際外表系統(tǒng)的輻射換熱存在外表間的屢次重復(fù)反射和吸收，光譜輻射力不服從普朗克定律，光譜吸

收比與波長(zhǎng)有關(guān)，輻射能在空間的分布不服從蘭貝特定律，這都給輻射換熱計(jì)算帶來(lái)了復(fù)雜性。

5、什么是一個(gè)外表的自身輛射、投入輻射及有效輻射?有效輻射的引入對(duì)于灰體外表系統(tǒng)輻射換熱的計(jì)算有什

么作用

答：由物體內(nèi)能轉(zhuǎn)變成輻射能叫做自身輻射，投向輻射表而的輻射叫做投入輻射，離開(kāi)輻射外表的輻射叫

做有效輻射，有效輻射概念的引入可以防止計(jì)算輻射換熱計(jì)算時(shí)出現(xiàn)屢次吸收和反射的復(fù)雜性。

6、對(duì)于溫度的多外表系統(tǒng)，試總結(jié)求解每一外表凈輻射換熱量的根本步驟。

答：（1）畫(huà)出輻射網(wǎng)絡(luò)圖，寫(xiě)出端點(diǎn)輻射力、外表熱阻和空間熱阻；（2）寫(xiě)出由中間節(jié)點(diǎn)方程組成的方程組;

（3）解方程組得到各點(diǎn)有效輻射；（4）由端點(diǎn)輻射力，有效輻射和外表熱阻計(jì)算各外表凈輻射換熱量。

7、什么是輻射外表熱阻什么是輻射空間熱阻網(wǎng)絡(luò)法的實(shí)際作用你是假設(shè)何認(rèn)識(shí)的

答：出輻射外表特性引起的熱阻稱(chēng)為輻射外表熱阻，由輻射外表形狀和空間位置引起的熱阻稱(chēng)為輻射空間

熱阻，網(wǎng)絡(luò)法的實(shí)際作用是為實(shí)際物體外表之間的輻射換熱描述了清晰的物理概念和提供了簡(jiǎn)潔的解題方法。

8、什么是遮熱板?試根據(jù)自己的切身經(jīng)歷舉出幾個(gè)應(yīng)用遮熱板的例子。

答：所謂遮熱板是指插人兩個(gè)輻射外表之間以削弱換熱的薄板。如屋頂隔熱板、遮陽(yáng)傘都是我們生活中應(yīng)用遮

熱板的例子。

9、試述氣體輻射的根本特點(diǎn)。

10、什么是氣體輻射的平均射線(xiàn)程長(zhǎng)離開(kāi)了氣體所處的幾何空間而談?wù)摎怏w的發(fā)射率與吸熱比有沒(méi)有實(shí)際意義

II、按式（9-29）當(dāng)s很大時(shí)氣體的0（九S）趨近于］能否認(rèn)為此時(shí)的氣體層具有黑體的性質(zhì)

12、9.5.1節(jié)中關(guān)于控制外表熱阻的討論是對(duì)圖9-37所示的同心圓柱面系統(tǒng)進(jìn)展的，其結(jié)論對(duì)于像圖9-15a所

示的兩外表封閉系統(tǒng)是否也成立

13、圖9-39所示的電子器件機(jī)箱冷卻系統(tǒng)中，印制板匕大功率元件布置在機(jī)箱出口處，試分析其原因。

習(xí)題

9-6、試用簡(jiǎn)捷方法確定此題附圖中的角系數(shù)Xim

實(shí)際物體外表的輻射換熱

9-23、兩塊平行放置的平板外表發(fā)射率均為0.8,溫度ti=527°C及h=27°C,板間遠(yuǎn)小于板的寬度與高度。試計(jì)

算：（1）板1的自身輻射；（2）對(duì)板1的投入輻射；（3）板1的反射輻射；（4）板1的有效輻射；（5）板2的

有效輻射（6）板1、2間的輻射換熱量。

9-45、：用裸露的熱電偶測(cè)定圓管氣流的溫度，熱電偶的指示值為6=170℃。管壁溫度9=90℃,氣流對(duì)熱節(jié)

點(diǎn)的對(duì)流換熱系數(shù)為九=50W/（n??K）,熱節(jié)點(diǎn)外表發(fā)射率為￡=0.6。

求：氣流的真實(shí)溫度及測(cè)溫誤差。

解：q)

1844770x100%=7.8%

=170+14.4=184.4℃,測(cè)溫誤差：184.4。

9-60,：在一個(gè)刮風(fēng)的日子里，太陽(yáng)投射到一幢大樓的平屋頂上的輻射能為980皿/加2,屋頂與溫度為25℃

的氣流間的對(duì)流換熱的外表傳熱系數(shù)為天空可以看著為-i(rc的黑體。屋頂材料對(duì)太陽(yáng)能的

吸收比為0.6,自身發(fā)射率為0.2。

求：屋頂外表在穩(wěn)態(tài)下的溫度。

解：穩(wěn)態(tài)下屋頂所吸收的太陽(yáng)能等于其向環(huán)境的字讓對(duì)流及輻射換熱量，

0.6x980=25x(7—298)+0.2x5.67x(擊］-2.334

即：L」，

25T=8071.4-1.134xf—1

由此得：U00；,解得：T=318.2K。

第十章

思考題

1、所謂雙側(cè)強(qiáng)化管是指管內(nèi)側(cè)與管外側(cè)均為強(qiáng)化換熱外表得管子。設(shè)一雙側(cè)強(qiáng)化管用內(nèi)徑為4、外徑為do

的光管加工而成，試給出其總傳熱系數(shù)的表達(dá)式，并說(shuō)明管內(nèi)、外外表傳熱系數(shù)的計(jì)算面積。

2、在圓管外敷設(shè)保溫層與在圓管外側(cè)設(shè)置肋片從熱阻分析的角度有什么異同在什么情況下加保溫層反而會(huì)

強(qiáng)化其傳熱而肋片反而會(huì)削弱其傳熱

答：在圓管外敷設(shè)保溫層和設(shè)置肋片都使外表?yè)Q熱熱阻降低而導(dǎo)熱熱阻增加，而一般情況下保溫使

導(dǎo)熱熱阻增加較多，使換熱熱阻降低較少，使總熱阻增加，起到削弱傳熱的效果；設(shè)置肋片使導(dǎo)熱熱阻

增加較少，而換熱熱阻降低較多，使總熱阻下降，起到強(qiáng)化傳熱的作用。但當(dāng)外徑小于臨界直徑時(shí)，增

加保溫層厚度反而會(huì)強(qiáng)化傳熱。理論上只有當(dāng)肋化系數(shù)與肋面總效率的乘積小于1時(shí)，肋化才會(huì)削弱傳

熱。

3、重新討論傳熱壁面為平壁時(shí)第二題中提出的問(wèn)題。

答：傳熱壁面為平壁時(shí)，保溫總是起削弱傳熱的作用，加肋是否起強(qiáng)化傳熱的作用還是取決于肋化

系數(shù)與肋面總效率的乘積是否人于1。

4、推導(dǎo)順流或逆流換熱器的對(duì)數(shù)平均溫差計(jì)