传热学试卷及答案-学习指南(专本科函授)

二、 计算题

1. 解 由题意，平壁导热量：

圆管壁导热量：

故换热虽之比：

显然，

，所以因管壁的导热量大。

2. 解：由题意得，加热膜的热流应为向两板的导热量之和，即

其中：

所以：

3. 解：由题意得，通过球罐的热流量：

因此，该球罐外表面已结霜。

4. 解：由于问题对称，可取—半做研究对象。平壁内最高温度位于中心截面(x＝0处)，可得：

当x=0：

x??：

5. 解：(1)由博里叶定律：

所以墙壁两侧表面的热流密度：

(2)由导热微分方程：

6. 解：图给出了三种情形下的非稳态导热问题。图中无限大平板与温度为t?的流体处第三类边界条件下。

图 题示意图

1h??图(a)表示物体内部导热热阻远小于外部的对流热阻，即Bi??0。

h??此时在任一时刻物体内部的温度分布都是均匀的，即温度分布与几何位置无关，仅为时间的函数。

当 Bi??时（图(b))，平板外部对流热阻远小于内部导热热阻，此时相当于第一类边界条件．即壁面温度等于流体温度。

当Bi为中等大小时（图(c)），物体内部与外部流体热阻同时起作用，温差在内外部同时存在。

7. 解：利用热平衡方法，对(i，j)节点列出能量平衡式。有：?in=?E

其中?in为所有相邻节点导人热量的总和，?E为在??时间段内，控制容积热力学能的增量。由

得：

即：

8. 解：对节点M，列热平衡式：(圆截面积Ac＝πd2/4，周长P＝πd)

9. 解：这是一个一维稳态、无内热源、常物性的导热问题。利用热平衡法，列出节点的离散方程式。对节点2：

对节点3：

对节点4：

式中?x?H。将已知条件（t1=to=100℃）代入可得如下方程组： 3

利用迭代法解得：

t2=92.2℃，t3=87.7℃，to=86.2℃

10. 解：（1）根据题意

考虑到C，m，n为常数，物性亦为常数(定性温度相同)，因此

可以根据试验结果确定m之值，即