o o o
的空气在风扇作用下冷却芯片。芯片最高允许温度为 85 C ，芯片与冷却气流间的平均表面 传热系数为 175 W m ⋅ K 。芯片顶面高出底板的高度为 1mm。
2
o
(
)
求：在不考虑辐射时芯片的最大允许功率是多少？ 辐射 1-14、已知：宇宙空间 T0 ≅ 0K ，航天器的 Tw = 250K ， ε = 0.7 。 求： q = ? 1-16、已知：太空中飞行的球状航天器 r = 0.5m ， ε = 0.8 ，散热 Φ = 175W ，航天 器未接受任何宇宙辐射能。 求： Tw = ? 热阻分析 1-17、已知：一气体冷却器传热壁可看作平壁， δ = 2.5mm ， λ = 46.5 W ( m ⋅ K ) ， 气侧 h1 = 95 W
h = 29.1W (m 2 ⋅ K) 。
求：使曲轴冷却到与空气相差 10 C 时所需的时间。 3 － 15 、已知：一报警系统导线熔断报警，熔点为 500 C ， λ = 210 W (m ⋅ K) ，
o o
ρ = 7200 kg m3 ， c = 420 J (kg ⋅ K) ，初始温度为 25 o C ， h = 12 W (m 2 ⋅ K) 。
多维导热 2－56、已知：矩形区域内的常物性、二维无内热源的导热问题。 求：分析在下列四种边界条件的组合下，导热物体为铜或钢时，物体中温度分布是否 一样： （1）四边均为给定温度；
（2）四边中有一个边绝热，其余三个边均为给定温度； （3）四边中有一个边为给定热流（不等于零） ，其余三个边中至少 有一个边为给定温度； 热阻分析 2－60、已知：如图，两块不同材料的平板组成的大平板。 求： Φ = ? 综合分析 2 － 64 、已知：苹 果如图放置，每天的发热量为 4000 J kg ，
求：当它突然受到 650 C 烟气加热后，为在 1min 内发出报警讯号，导线直径应限在 多大以下？ 一维非稳态导热 (a)无限大平壁 3-21、已知：板 A、B 材料相同，厚度 A 是 B 的两倍。初温相同，冷流体与各表面的 h 为无限大。B 板中心的过余温度下降到初值的一半需 20min。 求：A 板达到同样温度工况需多少时间？ 3-25 、已知：一航天器，壳体表面初温为 1000 C ，落入温度为 5 C 的海洋中，
1-5、已知：热水瓶瓶胆剖面的示意图如附图所示。瓶胆的两层玻璃之间抽成 真空，内胆外壁及外胆内壁涂了发射率很低的（约 0.05）的银。 求：试分析热水瓶具有保温作用的原因。如果不小心破坏了瓶胆上抽气口处 的密封性，这会影响保温效果吗？ 导热 1-6 、已知：一砖墙的表面积为 12 m ，厚为 260mm ，平均导热系数为 1.5W/(m ⋅ K)。设面向室内表面温度为 25 C ，而外表面温度为-5 C 。
t f 1 = 20 o C ， t f 2 = −20 o C
，
h1 = 10 W ( m 2 ⋅ K ) ， h2 = 50 W ( m 2 ⋅ K ) ，
λ = 0.78 W ( m ⋅ K ) 。
求： Φ = ?
第二章
平板
导热基本定律及稳态导热
2-2、已知：一冷藏室墙有三层构成，钢皮 δ = 0.794mm ， λ = 45W/(m ⋅ K) ；矿渣 棉 δ = 152mm ， λ = 0.07W/(m ⋅ K) ； 石 棉 板 δ = 9.5mm ， λ = 0.1W/(m ⋅ K) 。
ρ = 840 kg m3 ， d = 80mm ， λ = 0.5 W (m ⋅ K) ， 5 o C 的空气以
0.6 m s 的流速吹过， h = 6 W (m 2 ⋅ K) 。
求：计算稳态下苹果表面及中心的温度。
= 5650 W m3 ， 2 － 66 、已知：长圆柱体 r = 2cm ，内热源 Φ
o o o
h = 1135 W (m 2 ⋅ K) 。壳体 δ = 50mm ， λ = 56.8 W (m ⋅ K) ， a = 4.13 × 10−6 m 2 s ，内
侧绝热。 求：落入海洋后 5min 时表面温度为多少？壳体壁面中最高温度为多少？ (b)无限长圆柱 3-34 、 已 知 ： 一 长 轴 ， d = 170mm ， 初 温 为 17 C ，
o
h = 10 W (m 2 ⋅ K) 。
求：饮料到达 10 C 所需的时间。 半无限大物体
3 3-54、已知：有一块厚材料，初温为 30 C ， ρ = 2200 kg m ， c = 700 J (kg ⋅ K) ， o o
3
c = 2550 J (kg ⋅ K) ，初温为 25 o C 。 t∞ = 425 o C ， h = 6.5 W (m 2 ⋅ K) ，经过 4 小时 50
分 24 秒后，木块局部地区开始着火。 求：此种材料的着火温度。 3-49、已知：一易拉罐饮料，初温为 30 C ，物性可按水处理，罐的直径为 50mm，高 为 120mm ， 罐 壳 的 热 阻 可 以 忽 略 。 罐 中 饮 料 的 自 然 对 流 可 以 忽 略 ， t∞ = 5 o C ，
o o
2
求：此砖墙向外界散失的热量。 1-7、已知：一炉子的炉墙厚 13cm,总面积为 20 m 2 ，平均导热系数为 1.04W/(m ⋅ K)，内 外壁温分别为 520 C 及 50 C 。 求：通过炉墙的热损失。如果所燃用的煤的发热值为 2.09 × 10 kJ/kg，问每天因热量损
4 o o
第一章
绪论
热传递方式辨析 1-1、已知：如附图所示的两种水平夹层。 求：试分析冷、热表面间热量交换的方式有何不同？如果要通过实验 来测定夹层中流体的导热系数，应采用哪一种布置？ 1-2、已知：一个内部发热的圆球悬挂于室内，如附图所示三种情况。 求：分析 1）圆球表面热量散失的方式；2）圆球表面与空气之间的热 交换方式。
失要用掉多少千克煤？ 对流 1-9、已知：在一次测定空气横向流过单根圆管的对流换热实验中，得到下列数据：管 壁平均温度 tw =69 C ，空气温度 t f =20 C ，管子外径 d =14mm，加热段长 80mm，输入加 热段的功率为 8.5W。全部热量通过对流换热传给空气。 求：此时的对流换热表面传热系数为多大？ 1-11、已知：一长、宽各为 10mm 等温集成电路芯片安装在一块底板上，温度为 20 C
λ = 1.15 W ( m ⋅ K ) 。其它条件不变。
求： k = ? 传热过程及综合分析 1-27、已知：黑体表面 1、2 组成的空腔厚度远小于高度与宽 度 ， 平 板 δ = 0.1m ，
λ = 17.5 W (m ⋅ K) 。 tw1 = 27 o C ，
tw 2 = 127 o C 。
求：稳态工况的 t w3 = ? 1-28 、 已 知 ： 玻 璃 窗 尺 寸 为 60cm × 30cm ， δ = 4mm ，
tw = 40 D C ，保温层外 h = 30W/(m 2 ⋅ K) 10 个球罐所必须配备的制冷设备的容量。 变截面、变导热系数问题 2－27、已知：某平板厚 25mm，两侧面分别维持在 40 C 及 85 C ，Φ = 1.82kW ，导
o o
热面积为 0.2m 。 求： （1） λ = ? （2） 设 λ = λo (1 + bt ) 变化 （其中 t 为局部温度） 。 为了确定上述温度范围内的 λ0 及 b 值，还需要补充什么量？给出此时确定 λ0 及 b 值的计算式。
−4 厚 30mm 的隔热材料，其 λ = 1.8 × 10 W/(m ⋅ K) 。
ti=-195.6 ℃ ， to=25 ℃ 。 液 氮 的 气 化 潜 热 为
199.6kJ/kg。 求：液氮每天的蒸发量。 2-18、已知：一批液化石油气储罐，ti=-40℃， d=2m。罐外厚 1mm 的夹层中流经制冷剂。夹层外是 厚 为 30mm 的 保 温 层 ， λ = 0.1W/(m ⋅ K) 。 习题 2-18 题解示意图
A = 37.2m 2 ， t f 1 = −2 D C ， t f 2 = 30 D C ， h1 = 1.5W/(m 2 ⋅ K) ， h2 = 2.5W/(m 2 ⋅ K) 。
求：每小时的Φ=？ ， t1 = 180 C ， t2 = 30 C ，空 2-8、已知：如图，δ远小于 d。
D D
气隙的导热系数可分别按 t1、t2 查取。忽略辐射。 求：空气隙的存在给导热系数的测定带来的误差。 圆筒体 2－10、已知：外径 d=50mm 的蒸气管道， tw1 = 400 C ，包覆有
(m
2
⋅ K ) ，水侧 h2 = 5800 W ( m 2 ⋅ K ) 。
求：各环节的单位面积热阻及从气到水的总传热系数 k 。且指出为了强化这一传热过 程，应首先从哪一环节入手？ 1-18 、已知：上题中，若气侧结灰 2mm ， λ = 0.116 W ( m ⋅ K ) ；水侧结垢 1mm ，
o
δ = 40mm 、 λ = 0.11W/(m ⋅ K) 的矿渣棉，其外为 δ = 45mm 、 λ = 0.12W/(m ⋅ K) 的煤灰泡沫砖，外壁温 tw 2 = 50 o C 。
求：检查矿渣棉与煤灰泡沫砖交界处的温度是否超过允许值？增加煤灰泡沫砖的厚度 对热损失及交界面处的温度有什么影响？ 2－13、已知：外径 d=100mm 的管外包两层绝热材料，其内外表面总温差不变，每层δ =75mm， λ A = 0.06W/(m ⋅ K) ， λB = 0.12W/(m ⋅ K) 。 求：A 在内层和 B 在内层两种方法对保温效果的影响，这种影响对平壁的情形是否存 在？ 球壳 2-17、已知：一储液氮的圆球 r=300mm，包有
tw = 37 o C ， λ = 0.42 W (m ⋅ K) ，过程处于稳态。
求：最大温差。
第三章
集总参数法分析
非稳态导热
A = 870cm ， c = 418.7 J (kg ⋅ K) ， 3－14、 已知： 一含碳 0.5%的曲轴， 质量为 7.84kg ，