《传热学》（杨世铭，第四版）部分习题解答.doc

《传热学》(杨世铭,第四版)部分习题解答
第1章
1-3 解:电热器的加热功率:
15分钟可节省的能量:
1-33 解:
如果取,则
即随室外风力减弱,散热量减小。但因墙的热阻主要在绝热层上,室外风力变化对散热量的影响不大。
第2章
2-4 解:按热平衡关系有:,得:
,由此得:
2-9解:由℃从附录5查得空气的导热系数为
双层时:
单层时:
两种情况下的热损失之比:
题2-15
解:这是一个通过双层圆筒壁的稳态导热问题。由附录4可查得煤灰泡沫砖的最高允许温度为300℃。设矿渣棉与媒灰泡沫砖交界面处的温度为tw,则有
(a)
(b)
由此可解得:℃<300℃
又由式(a)可知,在其他条件均不变的情况下,增加煤灰泡沫砖的厚度δ2对将使增大,从而损失将减小;又由式(b)左边可知tw将会升高。
2-17 解:本题为通过圆筒壁的传热问题
(1)换热表面洁净时:
(2)外壁结烟灰时:
(3)内壁结水垢时:
2-18 解:(1)材料A紧贴壁面时,每米长管道的总热阻为
(2)材料B紧贴壁面时,每米长管道的总热阻为
因内、外表面温差不变,故散热损失与热阻成反比:
即:材料A(导热系数较小)紧贴壁面时,散热损失较小。对于平壁,这种影响不存在。
补充题:从导热微分方程出发,推导空心球壁稳态导热的温度分布、热流量及热阻表达式。
假定:球壁两表面维持均匀而恒定的温度;导热系数为常量;无内热源。
解:问题的数学描写:
导热微分方程(1)
边界条件(2)
(3)
对式(1)积分,得,即
再次积分,得通解
代入边界条件后求得:
将所得积分常数代入通解,得温度分布为:
由温度分布求得温度梯度:
热流量:
空心球壁的导热热阻:
2-36 解:,
将上面两式应用于~之间,有
,即
将上面两式应用于~之间,有
,即
由上述两式联立,可解得:
2-63 解:
(注:本题为长圆柱体,不能直接套用例题2-9的结果)
第3章
(靠近绝热层处的温度梯度为零;总体温度变化趋势:靠近绝热层处温度高,流体的温度低;
同一位置处,不同时刻的温差:靠近绝热层处温差大,靠近流体处温差小。)
(注意:随时间的增加,后部曲线不能上翘)

(注:要求列出导热微分方程,并写出求解过程)
(注意:该题必须先假定可以用集总参数法,然后用集总参数法求解。待求出结果后再检
验假定是否成立。)
3-24 因圆柱体四周绝热,故可看成是厚的无限大平板两侧对称冷的非稳态导热问题.
由已知条件可得:,
由图3-7查得:
故:
方法二:用近似拟合公式求解。
所以,壁面中的最大温差:℃
平均温度梯度:
最大温度梯度:同方法一
3-33 长圆柱
由附录5得
又由已知条件可得:,
由附录16图1查得,所以
方法二:用近似拟合公式求解
对于平板:
对于长圆柱:

所以:
℃
(注意:用近似拟合公式计算时,长圆柱的)