传热学问答题.doc

问答题导热部分 1 、圆管临界热绝缘直径与哪些因素有关? “如果圆管的外径小于临界热绝缘直径,则在它外面包覆保温层一定会使传热热阻减少”,这句话对不对,为什么? 答:圆管临界热绝缘直径与保温材料的导热系数和管壁外表面传热系数有关。不对,如图所示当保温层外径大于 d 3 时,可起到保温层减少热损失的作用。 2 、在寒冷的北方地区,建房用砖采用实心砖还是多孔的空心砖好?为什么? 答:采用多孔的空心砖较好,因为多孔的空心砖导热系数较小,可以起到保温的作用。 3 、用有限差分法求解非稳态导热问题时有显式格式和隐式格式之分。试解释它们之间的差别和各自的优缺点。答: 显式差分格式的优点是: 方程式可整理成显函数的形式; 求解温度场简单; 缺点是: 空间步长和时间间隔??的选取不是任意的,需要满足稳定性条件。隐式差分格式的优点是:方程式是无条件稳定的,但缺点是需要联立方程组进行求解温度场。 4 、写出 Bi 准则的表达式,并用文字简要叙述什么是集总参数法。答:hl Bi??。在非稳态导热过程中,当 Bi< 时,可近似认为物体的温度是均匀一致的,即忽略内部的导热热阻,该分析方法称之为集总参数法。 5 、试写出导热系数、热扩散率、蓄热系数的单位及其代表的物理意义答:导热系数λ的单位是 W/(mK) ,表征材料导热能力的大小; 热扩散率 a 的单位是 m 2 /s ,表征物体各部分趋向一致的能力; 蓄热系数 s 的单位是 J/(m 2 sK) ,表示当物体表面温度波振幅为 1℃时,导入物体的最大热流密度。 6 、什么是物体在等温介质中冷却的冷却率?在正常情况阶段物体的冷却率与它的初始温度分布有没有关系? 答: 2 211????? am??????,过余温度对时间的相对变化率。当 Fo≥ 时,与初始温度分布无关。 7 、什么是非稳态导热过程的正常情况阶段?并说明无限大平壁在正常情况阶段的冷却率与其初始温度分布有无关系? 答: 随着时间的推移, 初始温度分布的影响逐渐消失, 当物体内各处温度随时间的变化率具有一定的规律,该阶段称为非稳态导热过程的正常情况阶段。与初始温度分布无关,仅取决于物体的热物性参数, 形状和尺寸以及边界条件。 8、如图所示利用测温套管来测量管道中的流体温度, 试分析影响测温精度的因素,为了提高测温精确度,应采取哪些措施? 答:该测温套管可视作一个等截面直肋,该截面面积为圆环面积,所以 L A d ? ??; U d ??,则 L hU h mA ? ??? ? 1、L2、L 因此肋端温度,即测温误差为: 0ff t t t t h ch l ???? ?? ?? ?? ?; 影响测温精度有: 套管的导热系数, 壁厚, 长度以及套管壁与管道中流体温度的表面传热系数。为提供精度,应减少套管的导热系数λ,壁厚δ,以及增大表面换热系数,增大套管长度。 9 、冬季,人赤脚在木地板或水泥地面上行走时,会感觉木地板比水泥地要暖和,试从传热学解释该现象? 答:冬季,人的体温要高于地面温度,由于松木的蓄热系数比水泥的蓄热系数小,即在相同温差下,木地板从人体吸收的热量要比水泥地面吸收的热量少,所以人会感觉松木地板比水泥地面暖和。 10、已知一厚度为δ的平壁,x=0时,t=t w