传热学习题答案
第一章
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1-４、对于附图中所示的两种水平夹层，试分析冷、热表面间的热量交换方式有什么不同？如果要通过实验来测定夹层中流体的导热系数，应采用哪种布置?
答：图(a)的热量交换方式为导热(热传导)，图（ｂ）的热量交换方式为导热(热传导）及自然对流。

应采用图(a）的方式来测定流体的导热系数。

解释:因为图(a)热面在上,由于密度不同,热流体朝上,冷流体朝下，冷热流体通过直接接触来交换热量，即导热;而图（b）热面在下，热流体密度小,朝上运动,与冷流体进行自然对流，当然也有导热。

因为图（ａ)中只有导热,测定的传热系数即为导热系数；而图（ｂ)有导热和自然对流方式,测定的传热系数为复合传热系数。

１-6、一宇宙飞船的外形如附图所示,其中外遮光罩是凸出于飞船船体之外的一个光学窗口，其表面的温度状态直接影响飞船的光学遥感器。

船体表面各部分的表面温度与遮光罩的表面温度不同。

试分析：飞船在太空中飞行时与外遮光罩表面发生热交换的对象可能有哪些？换热方式是什么?
答：可能与外遮光罩表面发生热交换的对象有两个：一个是外遮光罩表面与外太空进行辐射换热,另一个是外遮光罩表面与船体表面进行辐射换热。

解释：在太空中,只有可能发生热辐射,只要温度大于0K,两个物体就会发生辐射换热。

1-9、一砖墙的表面积为12ｍ2,厚260mm，平均导热系数为1.5W/(ｍ.K),设面向室内的表面温度为2５℃,外表面温度为-5℃,试确定此砖墙向外界散失的
热量。

解:()()()12= 1.5122550.26
2076.92W λδΦ-=⨯
⨯--=w w A
t t 此砖墙向外界散失的热量为2076.92W 。

1-12、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t w =69℃，空气温度t f =20℃，管子外径d ＝1４mm ，加热段长80mm ，输入加热段的功率为８.５Ｗ。

如果全部热量通过对流传热传给空气,试问此时的对流传热表面传热系数多大?
解：此题为对流传热问题,换热面积为圆管外侧表面积，公式为:
()()πΦ=-=⋅⋅-w f w f hA t t h dl t t
∴
())
2()
8.53.140.0140.08692049.3325πΦ
=⋅-=⨯⨯⨯-=⋅w f h dl t t W m K 此时的对流传热表面传热系数49.3325W/(m 2．K ）
1－18、宇宙空间可近似地看成为０Ｋ的真空空间。

一航天器在太空中飞行，其外表面平均温度为２5０K,表面发射率为0．7，试计算航天器单位表面上的换热量。

解：此题为辐射换热问题，公式为:
()()4412842
0.7 5.67102500155.04εσ-=-=⨯⨯⨯-=q T T W m
航天器单位表面上的换热量为155.04Ｗ／m 2。